Questions à Fabrice Not, chef scientifique de la mission Marquises

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29 juillet 2011

Nous commençons une étape bien spécifique d’une dizaine de jours autour des îles Marquises pour laquelle Fabrice Not, biologiste à la station de Roscoff, est chef scientifique. Trois autres scientifiques viennent compléter l’équipe de l’étape précédente pour cette mission spéciale : Pierre Testor, Fabrizio d’Ortenzio et Steffi Kandels-Lewis. Cette étape au large des Iles Marquises a pour but de caractériser l’écosystème planctonique présent sous le vent des îles, notamment en fonction des apports en fer.

Quel est le but de cette mission aux Iles Marquises ?

A la latitude des Iles Marquises, il y a une bande d’environ 1 000 km de large particulièrement pauvre en fer qui traverse le Pacifique, d’Est en Ouest, où la quantité de plancton est faible, malgré des eaux riches en sels nutritifs.

Plus au large des îles, nous observons un développement important du phytoplancton qui est visible sur les cartes satellite (une grande zone bleue, à l’Est des îles Marquises). Et périodiquement, nous apercevons une émergence de tourbillons verts qui signalent la présence de chlorophylle. Dans ces zones, nous relevons un apport en fer considérable qui permet au phytoplancton de proliférer (phénomène appelé bloom).

Nous voulons comprendre d’où vient cet apport en fer : est-il lié à la terre des îles portée par le vent, ou provient-il des turbulences créées par le courant en aval des îles qui provoquent une remontée d’eaux profondes plus riches en fer?

Pour résumer : Nous allons tenter de comprendre l’influence de l’apport terrigène et celle de ces turbulences. Ensuite, nous étudierons l’évolution de la communauté de phytoplancton en fonction du contexte.

Quelle est la spécificité de cette étape?

C’est mon quatrième embarquement sur Tara et le troisième en tant que chef scientifique, mais cette étape là est certainement la plus particulière : elle fait partie du projet global de Tara Oceans et est à la fois une mission très autonome.

Habituellement, Tara travaille à l’échelle des bassins océaniques, alors que cette fois, nous nous concentrons sur une zone très ciblée et sur un phénomène spécifique qu’est l’apport en fer dans l’océan. Les phénomènes étudiés sont cette fois ci beaucoup plus restreints dans le temps et l’espace.

De plus, c’est une première de combiner d’une façon aussi approfondie la biologie et la physique sur Tara. Nous disposons des instruments de mesures habituels : la CTD-rosette, pour les données océanographiques ; le pompage d’eau de mer et les filets de prélèvements pour l’échantillonnage des micro-organismes. Nous avons également mis à l’eau un « glider » (planeur sous-marin), et des bouées dérivantes, qui nous informent sur les caractéristiques physiques des masses d’eau dans lesquelles ils naviguent. Réunir un tel panel d’instruments pour un objectif commun est assez rare!

Qu’apportent ces instruments?

L’intérêt est d’être beaucoup plus précis dans le choix de la localisation de nos stations de prélèvements. Au lieu des seules données satellitaires de surface qui nous permettent d’avoir une vision globale des grands flux, le glider nous envoie des informations en profondeur bien localisées qui nous parviennent presque en temps réel. Ces données complètent celles du satellite.

Avec plus d’instruments, nos sources d’informations se multiplient, nous abordons et identifions de façon plus précise la complexité des phénomènes en surface et en profondeur.

Quel est le plan d’échantillonnage prévu?

Même si nous avons un programme prévisionnel de principe, il va être amené à évoluer sans cesse en fonction de toutes les données que nous recevrons.

Nous prévoyons une première station de référence « Gaby » au vent des îles qui correspond à la grande zone bleue sur nos cartes satellite : un lieu presque désertique. Il s’agit de la station la plus compliquée car la plus exposée au vent et à la houle.

Une deuxième station appelée « Eric » sera également effectuée sous le vent des îles, à l’endroit où prolifère soudainement le plancton (bloom), et qui correspond donc à la source de l’enrichissement en fer. Sur la carte ce sont les zones de couleur verte qui apparaissent tout près des côtes.

Mais ce phénomène de bloom est épisodique, d’où la difficulté de relever des données dans cette station. Nous devons donc scruter en permanence les cartes satellite et attendre de voir apparaître une nouvelle floraison planctonique.

Quelle est la périodicité de ces évènements ?

C’est difficilement prévisible… Mais Fabrizio d’Ortenzio, qui a étudié les données satellite sur plusieurs années, a pu déterminer qu’à cette saison il y avait des formations au moins toutes les semaines. Avec une veille satellitaire permanente et un peu de chance, nous aurons une chance d’observer un bloom au bon moment… il faut ensuite que nous n’en soyons pas trop loin pour aller sur la zone à temps! C’est une stratégie compliquée!

Pour la troisième station nommée « Romain », l’idée est de suivre la masse d’eau échantillonnée pendant « Eric » pour voir comment la structure évolue au bout de trois quatre jours.
Enfin, la quatrième station « Philippe » se ferait encore plus éloignée des îles pour continuer à suivre l’évolution de la communauté de plancton portée dans la courant.

Nous prévoyons donc 4 stations de prélèvements dans un périmètre assez restreint pour bien comprendre le phénomène. Nous observerons ainsi l’évolution dans le temps en amont puis en le suivant sur plusieurs centaines de kilomètres. Les bouées misent à l’eau resteront actives et transmettront des données pendant plusieurs mois. Nous donc à les étudier après notre départ.

Quelles sont les difficultés majeures ?

C’est un avantage d’avoir autant d’outils à disposition mais c’est aussi ce qui complexifie le travail. Nous devons prendre en compte des sources d’informations diverses, ce qui est donc plus riche mais plus difficile à traiter et les choix sont aussi parfois plus difficiles à faire (nous entrons dans toute la complexité des phénomènes). De plus, nous devons travailler avec l’incertitude liée à l’apparition soudaine de phénomènes naturels. Et le dernier paramètre crucial à ne pas oublier est la météo!

C’est un exercice de funambule que de réussir à gérer toutes ces incertitudes. Il faudra être extrêmement flexible pour être réactif, et ajuster en permanence notre stratégie d’échantillonnage. C’est la grande difficulté mais aussi ce qui est le plus excitant. Je pense que nous avons l’équipe parfaite à bord pour cela. D’autant que nous sommes nombreux à pouvoir faire des rotations.

Je pense que c’est une mission qui exploite de façon optimale les particularités d’un bateau comme Tara : Il permet cette grande flexibilité car il est plus petit et plus maniable que les habituels gros bateaux océanographiques.

Ensuite, la combinaison des différentes disciplines comme la physique et la biologie, est aussi compliquée : ce sont deux mondes très différents, le vocabulaire n’est pas le même, il faut donc trouver un langage commun. Le rapport au temps de travail en mer est très différent. Un des défis est donc de réussir à se comprendre et à travailler ensemble pour pouvoir faire converger nos objectifs. Quand on y arrive, c’est bien plus riche bien sûr!

La combinaison des expertises et la précision de la zone de travail font que cette étape est, pour moi, vraiment unique!

Sibylle d’Orgeval