[Programme R&D] Fonctionnement des milieux littoraux et marins et biodiversité

Ce programme de recherche et développement (R&D) de l'OFB vise à améliorer les connaissances sur le fonctionnement des écosystèmes marins et littoraux. Il se concentre notamment sur la caractérisation de l’impact de pressions anthropiques qui se cumulent, afin d’identifier les mesures de gestion à mettre en œuvre pour protéger ces milieux, tout en accompagnant la transformation durable des usages. Les résultats sont orientés vers l’action, ils fournissent des outils opérationnels pour accompagner la mise en œuvre des politiques environnementales.

Contexte : un rôle particulier de la France face à des enjeux complexes

"Les écosystèmes marins et littoraux français recèlent une biodiversité exceptionnelle qui confère à la France une responsabilité particulière, y compris vis-à-vis de la communauté internationale" (Mongruel et al., 2018). Ils rendent de nombreux services écosystémiques, mais ils sont fragiles face à des pressions anthropiques de plus en plus nombreuses et aux changements globaux.

Forte du deuxième espace maritime mondial, la France bénéficie d’un ensemble d’écosystèmes marins et littoraux particulièrement riches et diversifiés. L'espace maritime français s’étend sur plus de 10 millions de km², dont 97 % se situent outre-mer.
La France abrite notamment la 4e plus grande surface de récifs coralliens au monde.

Milieux marins et littoraux | Rubrique

Zones humides littorales, estuaires, plages soumises au balancement des marais, forêts sous-marines ou récifs coralliens... constituent la diversité des milieux naturels à l’interface terre-mer, littoraux et marins. Les mers et les océans couvrent plus de 70% de la surface terrestre française. Leur immense richesse en habitats et espèces joue un rôle vital dans la vie et l'habitabilité de notre planète, mais subit de fortes pressions liées aux activités humaines. Cette rubrique rassemble diverses ressources sur ces écosystèmes et leur biodiversité, les menaces et les moyens de protection, en lien avec les activités de l’Office français de la biodiversité (OFB).

(Pierre Watremez, AFB)

Mongruel R., Kermagoret C., Carlier A., Scemama P., Le Mao P., Levain A., Ballé-Béganton J., Vaschalde D. & Bailly D., 2019. Milieux marins et littoraux : évaluation des écosystèmes et des services rendus. Rapport de l’étude réalisée pour le compte du programme Efese, Ifremer – UBO – AFB, 354 pages + Annexes, ou Condensé de 2019, 32 pages.

Un programme R&D en réponse au manque de connaissances face à des enjeux importants

Au premier plan des missions de l’OFB : préserver et restaurer les milieux marins et littoraux 

L’OFB intervient dans la mise en œuvre des politiques publiques visant à protéger ces milieux, à différentes échelles de gestion, de l’international aux territoires.

Pour répondre à ses différentes missions, l’OFB doit disposer de connaissances approfondies et actualisées sur ces écosystèmes, d’une richesse exceptionnelle et couvrant de très larges surfaces, souvent encore méconnus et soumis à de nombreux usages et pressions anthropiques.

Fort de son expertise scientifique, de son implication dans la mise en oœuvre des politiques publiques de gestion des milieux marins et littoraux, l’OFB définit les besoins de recherche et accompagne les projets afin d’assurer le lien science – gestion et de transférer des connaissances et des outils utiles à la gestion. Ainsi les projets de recherche et développement (R&D) soutenus et/ou réalisés par l’OFB répondent à des objectifs précis et s'articulent autour de 4 axes thématiques.

Objectif : produire des connaissances et des outils utiles et cohérents

  • Développer les connaissances utiles à l’élaboration et la mise en œuvre de politiques publiques de préservation des milieux littoraux et marins,
  • en veillant à la cohérence et à l’articulation des outils développés pour y répondre.

Ces travaux soutiennent la mise en œuvre des stratégies nationales, européennes et internationales relatives à la protection de la biodiversité marine : directive cadre sur l’eau (DCE), directive cadre Stratégie pour le milieu marin (DCSMM), directive Habitat-faune-flore (DHFF), directive Oiseaux (DO), stratégie nationale pour la biodiversité (SNB), stratégie nationale pour les aires protégées (Snap), voir rubrique Politiques publiques.

À noter : des projets R&D peuvent également être mis en œuvre pour répondre à des besoins plus ciblés, en particulier à des enjeux de territoires ou de façades maritimes.

      Quelles modalités de mise en œuvre ou appui à la recherche-action disponibles à l'OFB ?

      L’OFB contribue à des projets de recherche et développement répondant à ses missions de gestion au travers de :

      • la mise en place de différents types de partenariat avec les organismes scientifiques, associations ou bureaux d’études (faire avec, aider à faire, faire-faire), par conventionnement direct ou par appels à manifestations d’intérêt,
      • en s'associant à des appels à projets de recherche coordonnés par des partenaires, par exemple : contribution en 2021 à l’initiative structurante Écosphère continentale et côtière (EC2CO), programme coordonné par le CNRS/Insu,
      • l'encadrement ou coencadrement de stages, ou le suivi de travaux de thèse.

      Exemples de mobilisation de la recherche via appels à projets ou à manifestation d'intérêt

      Des projets structurés par action (connaître / gérer) ou enjeu (usages / climat)

      I. Biodiversité et fonctionnement des écosystèmes marins : caractérisation et compréhension, évaluation et suivis

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      Suivi scientifique et marquage des Gorgones pourpres, réserve naturelle marin de Cerbère-Banyuls (Emmanuelle Rivas, OFB)

      Objectif général : contribuer à améliorer les connaissances sur la biodiversité et le fonctionnement des écosystèmes littoraux et marins afin d’appuyer la surveillance et l’évaluation de l’état écologique des milieux, en testant et validant des méthodes de surveillance innovantes et en développant des indicateurs pertinents pour évaluer bon état écologique.

      Ces travaux R&D contribuent à la mise en œuvre des politiques publiques de préservation des milieux marins et littoraux. L'OFB veille à leur articulation aux différentes échelles spatiales de gestion (des territoires à l’océan mondial) et entre les milieux concernés (interface terre-mer).

      1.1 Approfondir la caractérisation des différentes composantes de biodiversité, améliorer la compréhension du fonctionnement des écosystèmes et l’influence des pressions anthropiques

      • Caractérisation de la structure et du fonctionnement des écosystèmes
      • Caractérisation des différentes composantes des écosystèmes (habitats / espèces) et des fonctions des écosystèmes (identification de zones à enjeux écologiques, par ex. zones fonctionnelles halieutiques)

      Exemples de projets

      Les milieux estuariens

      Modélisation du fonctionnement hydro-morpho-sédimentaire des milieux estuariens

      • Rebelred : rôle du compartiment sédimentaire estuarien dans les transformations biogéochimiques des métaux et des nutriments présents dans les matières particulaires (minérales et organiques et transfert vers le littoral (lauréat EC2CO 2020, CNRS, 2020-2024)
      • Runtime : réponses hydro-sédimentaires et biogéochimiques d’écosystèmes estuariens face aux forçages naturels et à leur variabilité (lauréat EC2CO 2020, CNRS (Sorbonne Université), 2020-2024)

      Les milieux estuariens : des zones fonctionnelles essentielles à la réalisation du cycle de vie de nombreuses espèces ichtyologiques

      • Dileme : description des mécanismes de dispersion et d’Installation des larves de poissons en milieu estuarien (Partenariat, Inrae, 2021-2023).
      • Crijest : caractérisation de l’influence des conditions estuariennes et de la dispersion larvaire sur la croissance et l’installation des jeunes stades de poissons (lauréat AMI S&E 2019, MNHN, 2020-2024)

      Les milieux lagunaires

      • Nurse : quantification des liens fonctionnels entre les différentes composantes de l’habitat lagunaire et la survie et la croissance des principales espèces de poissons méditerranéens à différents stades de développement (juvéniles et adultes) (partenariat, Ifremer, 2020-2022)
      • Indigène – zostères : caractérisation de la structure et du fonctionnement (biogéochimique, physicochimique, hydromorphologique et biologique) des herbiers de zostères, habitat emblématique des écosystèmes lagunaires méditerranéens aux fonctionnalités riches (partenariat, Ifremer, 2019-2020)

      Les milieux marins (côtiers et eaux du large)

      • LamiNet : identification des interactions trophiques entre les organismes associés aux forêts de laminaire (phoques, oiseaux marins, poissons, invertébrés et algues) par ADN environnemental et évaluation de l’impact des pressions anthropiques (immersion en mer de boues de dragage) (partenariat, Inrae, 2021-2024)
      • Hapomax : identification des zones fonctionnelles halieutiques de la façade manche-atlantique par modélisation des stocks d’espèces de poissons exploitées (partenariat, Institut Agro Rennes-Angers, 2021-2023)

      1.2 Développement d’indicateurs d’évaluation de l’état des milieux et de l’impact des pressions anthropiques, définition des stratégies d’observation associées

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      Suivi scientique de l'impact des mouillages par des plongeurs dans l'archipel des Glénan (Benjamin Guichard-OFB)
      • Développement d’indicateurs d’évaluation :
        • des différentes fonctions des écosystèmes et des liens trophiques,
        • de la diversité et la dynamique des espèces et des habitats,
        • de l’état de conservation / bon état écologique des espèces ou groupes d’espèces et des habitats (politiques AMP, DHFF/DO, DCE, DCSMM)
      • Développement de méthodes :
        • de surveillance innovantes (ADNe, acoustique passive, télédétection, objets connectés etc.) pour l’amélioration des connaissances sur la biodiversité marine dans les vastes territoires marins et à toutes les échelles,
        • d’analyse des données acquises (intelligence artificielle et méthodes d’analyse de jeux de données volumineux).
      • Développement des techniques d’observation des compartiments biologiques clés des écosystèmes, non-pris ou insuffisamment pris en compte dans les suivis existants, diminuer les erreurs de détermination et augmenter la complétude des recensements afin d’articuler les observations stationnelles / basse fréquence temporelle et celles à fréquence spatio-temporelle plus large.

      Exemples de projets

      Les milieux estuariens

      • Microphytobenthos : évaluation de l’utilisation des peuplements de microphytobenthos estuariens (microorganismes végétaux benthiques) comme bioindicateur DCE dans les eaux de transition (partenariat, Université de Nantes, 2018-2022).
      • Développement d’un indicateur basé sur les invertébrés benthiques en estuaire, test de sa sensibilité aux pressions anthropiques (partenariat, Université de Bordeaux / Inrae, 2016-2019)
      • Forestat : évaluation de la pertinence des foraminifères (organismes benthiques unicellulaires disposant d’un squelette le plus souvent calcaire, leur conférant un rôle de témoin des conditions environnementales passées) pour les évaluations de l’état des milieux estuariens de la façade atlantique et leur évolution (lauréat AMI S&E 2018, Université d’Angers, 2019-2022).
      • Peguy : élaboration d’un indice poisson adapté aux masses de transition de la Guyane (partenariat Inrae, 2019-2021)

      Les milieux lagunaires

      • Trans-phyt : méthode d'évaluation de l'état écologique basée sur le phytoplancton des masses d'eau de transition de La Réunion (lauréat AMI S&E 2019, 2019-2023)
      • Impolag : quel est l'indicateur poisson le plus pertinent pour évaluer l'état écologique des lagunes méditerranéennes ? (partenariat, Ifremer, 2018-2023)
      • Biodiversité des lagunes par ADN environnemental (partenariat, CNRS Alpes, 2019-2024)

      Les milieux marins (côtiers et eaux du large)

      • Développement de l'utilisation de la télédétection spatiale "couleur de l'eau" pour caractériser la dynamique biogéochimique des eaux littorales et côtières (Chlorophylle-a, turbidité, matières en suspension) des eaux littorales de Guyane (partenariat CNRS-Leeisa, Université de Guyane, Université de Lille, Ifremer, 2019 – 2024)
      • Mise au point d’indices phytoplanctoniques pour les eaux côtières de La Réunion (lauréat AMI S&E 2018, Université de Liège, 2019-2021)
      • Téléchlor : apport de la télédétection dans la surveillance opérationnelle de la chlorophylle-a dans le cadre de la DCE/DCSMM (partenariat, Argans, 2019-2021)
      • Indigene - plancton : quel(s) apport(s) des données génétiques (métabarcodes) de biodiversité microbienne pour le développement d’indicateurs de changements de composition utilisables dans le cadre de la DCE et de la DCSMM pour le compartiment pélagique en milieu marin ?(lauréat AMI S&E 2019, Sorbonne Université, 2020-2022)
      • Macroalgues intertidales : approche sectorielle par télédétection (projet lauréat de l’appel à manifestation d’intérêt « surveillance et évaluation » 2017, Ceva, 2018-2019). Apport des estimations issues de l’analyse des images multispectrales de capteurs satellitaux et indicateurs d’évaluation de l’état des eaux littorales adaptés à ce type de données.
      • Développement d’indicateurs pour l’évaluation de l’état des macroalgues intertidales (partenariat, UBO, 2016-2020) et subtidales (partenariat, MNHN, 2021-2022), sensibilité aux pressions anthropiques, en réponse aux directives européennes DCE et DCSMM.
      • Gecorisk : utilisation d’indicateurs écosystémiques EBQI (Ecosystem-based Quality Index) pour évaluer la qualité de 4 écosystèmes côtiers de Méditerranée à l’échelle de la façade maritime et liens avec les pressions anthropiques (lauréat AMI S&E 2019, GIS Posidonie, 2021-2025)
      • FIshHab : utilisation de l’acoustique active pour le suivi des poissons côtiers en Méditerranée et de leurs habitats (lauréat AMI S&E 2019, SeaViews, 2021-2023)
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      Vagues déferlant sur la côte de Wimereux lors d'une tempête (Xavier Harlay, OFB)

      II. Changement climatique : impacts, adaptation, et régulation

      • Suivre et évaluer les effets du changement climatique sur le fonctionnement des écosystèmes et les espèces marines
      • Proposer des méthodes et des principes pour adapter la gestion des espaces naturels aux changements climatiques (solutions fondées sur la nature, lutte contre l’érosion de trait de côte…)

      Exemples de projets

      Les milieux estuariens

      • Melting potes : évolution à long terme de la communauté de macrozoobenthos de l’estuaire de Seine en réponse au changement climatique et aux variations du transport sédimentaire (lauréat APR MIE 2021, Université de Caen, 2021-2024).
      • Evoléco Best : identification des forçages climatiques et anthropiques ayant un impact sur les ressources trophiques et la physiologie des bivalves en estuaire, et sur leur évolution pluridécennales (lauréat APR MIE 2021, Université de Bordeaux, 2021-2024).
      • Tresse : modélisation de la trajectoire morphosédimentaire des estuaires français depuis le début du 19e siècle, impact du changement climatique et des autres pressions anthropiques(lauréat APR MIE 2021, CNRS, 2021-2024).

      Les milieux marins (côtiers et eaux du large)

      • Mosceco : identification des habitats préférentiels des espèces de macroinvertébrés benthiques, degré de connectivité entre ces habitats et d’endémicité entre la Martinique et la Guadeloupe, impact du changement climatique et projections futures. (lauréat AMI PNM-Agoa 2021, MNHN, 2021-2024)
      • Paco : identification des zones de vulnérabilité/ de résistante au changement climatique des récifs coralliens et de leur connectivité dans les aires marines protégées des Antilles française, de Mayotte et des Glorieuses(lauréat AMI PNM-Agoa 2021, IRD / Université des Antilles, 2021-2024)
      • Changement climatique et parcs naturels marins : préfiguration d’un observatoire des impacts du changement climatique. Faisabilité de s’appuyer sur le suivi des communautés planctonique à l’échelle du réseau des parcs naturels marins (stage de Master 2 de l’Université de Bordeaux, 2022).

      III. Caractérisation des pressions anthropiques et de leurs impacts sur la biodiversité et le fonctionnement des écosystèmes

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      Le littoral urbanisé de Canet-port, à Canet-en-Roussillon (Renaud Dupuy de la Grandrive)
      • Identification des sources de pollutions impactant les écosystèmes de transition, littoraux et marins : modélisation des flux de nutriments et de contaminants chimiques, du transport des déchets (zones sources, facteurs de dispersion, zones de concentration…), transfert trophique des contaminants chimiques…
      • Amélioration de la mesure des niveaux de pressions, notamment par des technologies innovantes, des activités qui les génèrent et des changements de pratiques exercés sur les écosystèmes aux différentes échelles spatiales : contaminants chimiques, déchets, travaux maritimes (par ex. dragage…), fréquentation et sports de pleine nature, activités économiques littorales et maritimes (pêche, trafic maritime, énergies renouvelables), etc.

      Ce 3e axe s’intéresse à :

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        Déchets observés sur les fonds marins (Benjamin Guichard, OFB)
        des pressions anthropiques ciblées, pour lesquelles des mesures de gestion peuvent être mises en œuvre afin de limiter les impacts : pollutions diffuses en provenance des bassins versants (contaminants chimiques, nutriments…),
      • et/ou des activités maritimes : pêche aux arts traînants (abrasion des fonds marins), artificialisation du littoral et ouvrages maritimes, fréquentation et tourisme, activités sportives… (voir ressources sur les Milieux marins et littoraux).

      Il comprend un volet de recherche pour l’accompagnement des changements de pratiques et de mobilisation des acteurs impliquant des approches relevant des sciences humaines et sociales.

      Exemples de projets

      Les milieux estuariens et le continuum terre-mer

      • Sashimi : développement d’un cadre méthodologique de bio-surveillance active pour évaluer l’impact de la pression chimique à l’aide d’approches multi-biomarqueurs (partenariat Université Le Havre-Normandie, 2018-2022), résultats dans Biosurveillance : élaborer des protocoles)
      • Aupased : faisabilité de la détermination automatique de paramètres sédimentaires dans le contexte de domaines estuariens. Ce projet vise à tester des outils d’acquisition de couvertures sédimentaires à large échelle sur trois estuaires pilotes (baie de Somme, estuaire de l’Orne et du Trieux) afin de répondre aux besoins de surveillance hydromorphologique de la DCE (partenariat, CNRS université de Rouen-Normandie, 2017-2021).
      • Capture : développement d’un modèle générique (applicable à différents estuaires) décrivant les réponses et les trajectoires de systèmes estuariens face aux pressions anthropiques et climatiques (lauréat APR MIE 2021, Ifremer, 2021-2024).
      • Nuts-Steaury : déploiement à l'échelle de la France de modèles éprouvés représentant le transfert des nutriments (N, P et Si) et du carbone depuis les pratiques agricoles, les sols, vers les hydrosystèmes en incluant les estuaires jusqu'à la zone côtière (lauréat AMI S&E 2019, Sorbonne Université, 2020-2023)

      Les milieux lagunaires

      • Malag : caractérisation des effets de l’eutrophisation sur la structure et le fonctionnement de la macrofaune benthique en milieu lagunaire (partenariat, Ifremer, 2020-2022)

      Les milieux littoraux et marins

      • Popest : marqueurs de vulnérabilité de populations estuariennes de flet identifiés par la protéogénomique : de nouveaux outils pour estimer l’état écologique des systèmes estuariens (partenariat, UBO-Lemar, 2018-2021)
      • Masses d’eau fortement modifiées et définition de leur bon potentiel écologique : caractérisation des pressions hydromorphologiques s'exerçant sur les masses d'eau littorales fortement modifiées (par ex., zones portuaires) et de leurs impacts sur les habitats et autres compartiments biologiques (partenariat, BRGM, 2023)
      • SacSat : faisabilité d’un suivi des structures conchylicoles par images satellites (lauréat AMI S&E 2019, ISea, 2021-2022)
      • Impec : Impact de la pêche aux arts traînants sur les habitats benthiques du plateau continental en Méditerranée et réponse des différents compartiments de la faune benthique (méiofaune, macro-faune et mégaépifaune) à différentes intensités de chalutage (lauréat AMI S&E 2019, Université d’Angers / Sorbonne Université / Ifremer, 2020-2024)
      • Magma : compréhension de la structure et du fonctionnement des écosystèmes benthiques de la grande vasière ouest-Gironde. Ce projet propose également le développement d’indicateurs d’évaluation de l’état des habitats benthiques et la stratégie de surveillance associée (axe 1.2), et la caractérisation des liens avec la contamination chimique (axe 3) (partenariat, Université de Bordeaux, 2020-2024)

      IV. Appui des acteurs de la biodiversité dans leurs missions de gestion et restauration, développement de méthodes d’évaluation de l’efficacité de ces pratiques

      • Appuyer la mise en œuvre de mesures de gestion et de réduction de pressions anthropiques, les actions de restauration écologique des habitats, des espèces et de la continuité écologique (trame verte et bleue), évaluer l’efficacité de ces démarches, et accompagner l’adaptation de ces méthodes dans le cadre de la compensation des atteintes à la biodiversité.
      • Définir et mettre en œuvre des actions déclinant les principes de la croissance bleue : développement de pratiques maritimes durables / innovation (pêche, transport maritime, sports et loisirs…), accompagnement des acteurs, compréhension des services rendus par les écosystèmes marins (dont capture de carbone, moyens de défense contre les évènements climatiques extrêmes, tourisme et aménités environnementales).

      Les méthodes d’évaluation de l’efficacité des pratiques de gestion s'adressent notamment aux gestionnaires d’AMP gérées par l’OFB.

      Exemples de projets

      • Littorex : état de l'art des expériences de restauration écologique en milieux estuariens, littoraux et marins et développement d'une "boîte à outils" à destination des gestionnaires (partenariat, BFRGM (2021 – 2024)
      • GIS HomMer : favoriser le lien sciences-gestion pour une meilleure intégration des sciences humaines et sociales en appui à la gestion des aires marines protégées (partenariat, UBO, 2021-2023)
      • Stop collisions : utilisation de l’acoustique passive pour détecter la présence de mammifères marins dans le sanctuaire Pélagos en Méditerranée afin de limiter le risque de collision avec les navires (projet lauréat de l’appel à manifestation d’intérêt « surveillance et évaluation » 2019, WWF France / Quiet Ocean / Andromède, 2020-2023)
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      Aller plus loin

      Les mammifères marins | Page éditoriale

      En soutien aux politiques publiques nationales et européennes et aux engagements internationaux, les actions menées par l'Office français de la biodiversité sur les mammifères marins visent 3 objectifs : mieux connaître ces espèces, mieux les protéger, et accompagner les acteurs et usagers de la mer pour faire évoluer les pratiques et leurs impacts sur cette grande faune marine.

      Grands dauphins dans le Parc naturel marin d’Iroise (B. Guichard/OFB)

      Une boîte à outils pour la stratégie nationale pour les aires protégées ambitieuse et intégrée | Page éditoriale

      La Stratégie nationale pour les aires protégées 2030 a pour objectif général de compléter un réseau d’aires protégées, gérées efficacement, intégrées dans les territoires, supports de la transition écologique des activités et de la connaissance. Afin d'accompagner l'élaboration des plans d'actions territoriaux, cette boîte à outils rassemble différents éléments d’aide à la décision organisés par zones géographiques.

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      Les activités humaines dépendent de la biodiversité, et en sont cependant la principale cause de détérioration. Le réseau des Sites innovants pour des activités en aires protégées compatibles avec les enjeux écologiques (Sinapce) a pour objectif de faciliter le partage de bonne pratiques, notamment via la valorisation des expériences. Ce réseau national concerne tous types d’aires protégées, tous les milieux et un large panel d’activités humaines.

      Réseau Sinapce, Sites innovants pour des activités en aires protégées compatibles avec les enjeux écologiques

      Concevoir des suivis de la biodiversité | Page éditoriale

      Les parcs nationaux ont en mission fondamentale de développer la connaissance sur la biodiversité, d’assurer un suivi scientifique de leurs patrimoines et des changements globaux, et d'évaluer leur gestion. Ainsi, l’OFB et le Centre d’écologie fonctionnelle et évolutive (Cefe) ont mis en place en 2018 une coopération visant à leur fournir un appui méthodologique et statistique pour la mise en œuvre d’opérations scientifiques (inventaires, suivis, etc.). 

      Lac Mercantour