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Faune et flore vivant sur le fond (benthos) • Cartographie des peuplements à partir d’images satellite et aérienne • Structure et diversité des peuplements • Métabolisme benthique • Bioaccumulation des métaux dans les organismes Peuplements de poissons • Analyse des données bibliographiques • Evolution du recrutement dans les zones d’herbier et dans les algueraies • Etude des petits poissons sédentaires comme indicateurs de l’évolution du milieu Intégration dans un programme national Une large partie de ces travaux a été conduite dans le cadre du Programme National Récif Coralliens (PNRCO) de 1997 à 1999 puis dans le cadre du Programme national Environnement Côtier (PNEC) à partir de 1999 avec l’identification du Chantier Nouvelle- Calédonie en 2000. Stratégies Le déplacement des masses d’eau et du matériel sédimentaire associé, est un préalable essentiel à la compréhension du fonctionnement d’un lagon. Deux modèles ont été initialement développés dans le cadre du programme Lagon ( 2.2.1) : un modèle 2D dédié au forçage par la marée (Douillet 1998) et un modèle 3D dédié au forçage par le vent. Suite à l’amélioration des performances informatiques, le calcul des courants dus aux forçages conjoints de la marée et du vent ont été intégrés au modèle 3D (Douillet et al. 2001). Enfin, dans le cadre du couplage entre modèle hydrodynamique et modèle de transport particulaire un modèle de vague a été associé au modèle de courant. En parallèle, un grand nombre de mesures de courants et des caractéristiques des eaux ont été réalisées pour alimenter puis pour valider les modèles. La variabilité spatiale a été abordée sur la base d’un suivi de 33 stations et la variabilité temporelle sur le suivi mensuel des 33 stations entre fin 1997 et début 1999 complété par le mouillage de bouées instrumentées pour analyser la variabilité à haute fréquence sur plusieurs jours et le suivi de cycles de 24 heures en différents points du lagon. La cartographie des peuplements à partir d’images satellite et aérienne reposait sur l’inventaire des communautés de platiers d’îlots et récifs-barrières du lagon sud-ouest à partir de la classification d’images (Bouvet et al., 2002). L’approche choisie reposait tout d’abord sur une classification non supervisée permettant un traitement global à l’échelle du lagon et une validation à l’échelle locale. Un algorithme de classification supervisée basé sur le Maximum de Vraisemblance avec hypothèse d'égalité des probabilités a priori, (toolbox ENVI ou ERDAS) a été ensuite utilisé. L’étude de la bioaccumulation des métaux dans les organismes a été basée sur 13 espèces ubiquistes, appartenant à différents groupes biologiques et possédant des stratégies trophiques variées. L’analyse comparative des niveaux de concentration en métaux (Al, Co, Cr, Cu, Fe, Mn, Ni, V et Zn) dans les chairs des 8 individus de chaque espèce sur les différents sites permet de déterminer leur éventuelle capacité de bioaccumulation des métaux. 2.2.3 Programmes d’étude des substances naturelles d’origine marine Plusieurs programmes d’étude pharmacochimique des organismes marins du lagon néo-calédonien se sont succédés depuis 1977, toujours dans le même but de rechercher de nouvelles molécules douées d’activités biologiques, essentiellement dans les différents domaines de la santé humaine. Ces programmes pluridisciplinaires ont été réalisés en collaboration avec des laboratoires universitaires français et européens, du CNRS (Institut de Chimie des Substances Naturelles) et industriels (Rhône Poulenc jusqu’en 1993 et Laboratoires Pierre Fabre depuis 1998). Les moyens mis en jeu ont suivi l’évolution des techniques tant en chimie (amélioration des techniques d’analyse) qu’en pharmacologie (évolution des essais de criblage sur cellules ou animaux à des systèmes enzymatiques miniaturisés), permettant d’étudier un éventail plus large d’organismes de faible biomasse disponible. Par ailleurs, ces programmes ont contribué à la constitution de la base taxonomique de la faune de Nouvelle Calédonie entreprise conjointement avec le programme Lagon, et à la réalisation d’ouvrages faunistiques sur les principaux groupes taxonomiques édités dans la collection Faune Tropicale de l’ORSTOM- IRD. La zone étudiée couvre les lagons et récifs de la Grande Terre essentiellement, les Chesterfield et les monts sous marins de la ride de Norfolk. Un programme européen a permis d’étendre la zone au Vanuatu. Les recherches de substances actives ont été menées selon le principe d’un criblage d’activités biologique sur les extraits bruts, suivi de l’isolement bioguidé des principes actifs. L’analyse structurale des molécules isolées est réalisée essentiellement par l’analyse des spectres de résonance magnétique nucléaire (RMN) à hauts champs et de masse. Les modèles biologiques testés ont évolué lors des programmes depuis les organismes entiers (cultures bactériennes, de cellules tumorales, de cellules infestées par des virus, de larves d’invertébrés), jusqu’à des cibles identifiées représentatives des maladies concernées (enzymes impliqués dans certains types de cancer, du paludisme, récepteurs membranaires du système nerveux…) et dont les tests sont miniaturisés pour être robotisés (collaboration actuelle avec les laboratoires Pierre Fabre et le CNRS) et utiliser des quantités minimales de substances à tester. 2.2.4 Les récifs coralliens anciens C'est à partir des années 1970 que les récifs coralliens fossiles ont été utilisés comme marqueurs des variations relatives du niveau marin par les membres de l'équipe de Géologie / Géophysique de Nouméa dans le cadre de leurs études de néotectonique en Nouvelle- Calédonie. Launay et Récy (1970, 1972) puis Dubois et al. (1975, 1976) ont commencé à entreprendre la datation des formations récifales émergées des côtes Sud-Est (région de Yaté), Est (région de Hienghène) et Ouest (région de Bourail) de la Grande Terre et des atolls soulevés des îles Loyauté dans l'optique des études de la tectonique des plaques. A partir de 1981, le laboratoire de Géologie / Géophysique de l'IRD à Nouméa a débuté ses
opérations de forages de subsurface sur les platiers de récifs frangeants, dont le but principal, dans un premier temps, était d'étudier les mouvements de surrection et de subsidence des différentes côtes (de 1981 à 1988, 38 forages carottés ont été réalisés). A partir des années 1990, le programme "Paléocéan" de l'IRD, puis les programmes de l'UR 055 de l'IRD ont commencé à s'intéresser à la croissance et au mode d'évolution des récifs barrières en fonction des facteurs environnementaux et structuraux. Dans ce cadre, depuis 1995, plusieurs forages ont été effectués par l'IRD sur des îlots coralliens à proximité ou sur les récifs barrières. Une première opération a été menée en 1995 sur l'îlot du Phare Amédée près de Nouméa (un forage de 126 m), une autre en 1998 sur l'îlot Kendec près de Koumac, au nord de l'île (un forage de 130 m), une opération en 2000 sur l’îlot Ténia (un forage de 151 m, un second de 60,50 m et un troisième de 122,50 m) et enfin une dernière opération en 2001 sur l'îlot Bayes sur la côte Est en face de Poindimié (un forage de 33,40 m, un second de 63,60 m et un troisième de 48,60 m). L'étude de ces forages est actuellement en cours (depuis 2002) dans le cadre du programme ECLIPSE (Environnement et CLImat du Passé : hiStoire et Evolution) intitulé "Effet des variations climatiques sur la structuration des grands systèmes récifaux lors des derniers stades interglaciaires du Quaternaire : exemple de la Nouvelle-Calédonie". Le projet se propose d'étudier les processus de croissance du récif barrière de Nouvelle-Calédonie depuis les derniers 400.000 ans. Ceci implique la participation de sédimentologues, géophysiciens, géochimistes, paléontologistes et biologistes de l'IRD, du CEREGE, du LSCE, de l'EPHE, des Universités d'Aix-Marseille I, II et III et de Polynésie Française. Les points développés dans ce projet concernent la comparaison des derniers ages interglaciaires en milieu récifal et leur relation avec les derniers cycles glaciaires / interglaciaires et les conséquences que l’on peut en retirer sur la croissance récifale passée et future. De plus, une comparaison avec la structuration du récif barrière australien sera effectuée afin de déterminer la part du contrôle environnemental sur la croissance récifale à l’échelle régionale. Ponctuellement, des études de la croissance des récifs depuis les derniers 10.000 ans sont actuellement menées sur les récifs d'Entrecasteaux grâce à l'étude de forages prélevés sur les îlots de La Surprise (Garrigue et al., 2000). D'autres ont été menées de façon éparse sur les récifs des Chesterfields et ont donné lieu à une thèse (Degaugue-Michalski, 1993). 2.2.5 La paléoclimatologie Les analyses d’éléments traces (U/Ca et Sr/Ca) et d'isotope stable (Oxygène) dans les coraux sont maintenant couramment utilisées pour déterminer les températures de surface de la mer (SST). De même, des études de la paléoproductivité sont effectuées en analysant les éléments traces comme le Barium (Ba). Ainsi, de 1998 à 2000, dans le cadre du programme PNEDC (Programme National d’étude de La Dynamique du Climat) intitulé "PALENSO", associant des climatologues "coralliens", des glaciologues tropicaux de l'IRD avec des partenaires de la communauté nationale, des études de paléoclimatologie à partir de l'analyse des éléments traces de coraux ont été effectués et ce afin d'étudier la variabilité des températures de surface de la mer au cours des derniers siècles et la périodicité et l'intensité des 9 situations ENSO à l'échelle régionale. De même, en dehors de ce programme, l'UR 055 s'intéresse également à la variabilité des températures de surface de la mer au cours de la période dite de climat stable c'est à dire depuis les 6000 dernières années afin de déterminer l'éventuelle existence de périodes d'instabilités ou d'absences d'instabilités. Ces études de paléotempérature s'inscrivent dans le cadre du programme international ARTS (Annual Records of Tropical Systems) du programme PAGES (Past Global Changes). Depuis 2000, un programme PNEC (Programme National “Environnement Côtier”) intitulé “influence des apports nutritionnels sur la croissance récifale au cours de la dernière déglaciation” et dirigé par L. Montaggioni est en cours où des membres de l'UR 055 de l'IRD (G. Cabioch, T. Corrège et F. Le Cornec) ont une part active. Les études sont réalisées sur des échantillons de coraux de Polynésie française et de Nouvelle-Calédonie et font appel à des analyses d'éléments taces de Sr/Ca et U/Ca (SST) et de Ba/Ca (paléoproductivité). Le but de ce programme est de tenter d'établir l’évolution à long terme des processus trophiques, de leur éventuel forçage climatique et de leur influence sur la croissance récifale à travers le Pleistocène terminal et l’Holocène, à partir de séries récifales continues (derniers 14.000 ans) et ainsi de mieux comprendre les effets à moyen terme d’un enrichissement des eaux récifales en éléments nutritifs. 2.2.6 Le programme ZoNéCo Un peu en marge de la problématique sur les écosystèmes coralliens, ce programme étudie néanmoins les pentes externes. Lancé en 1991 à l’initiative de l’Etat et du Territoire, il a pour but l’exploration et l’évaluation des ressources marines de la Zone Économique de Nouvelle-Calédonie. Les partenaires sont l’Etat, le Territoire et les Provinces de Nouvelle-Calédonie, l’Institut Français de Recherche pour l'Exploitation de la MER (IFREMER), Météo- France, l’IRD, le Service Hydrographique et Océanographique de la Marine (SHOM), l’Université Française du Pacifique (maintenant Université de Nouvelle Calédonie). Le programme prévoit trois phases : • La première, ou phase stratégique, a permi en quatre campagnes de l'Atalante de réaliser une couverture morphobathymétrique, géophysique et d’océanographie physique de la partie la plus intéressante de la zone. • La seconde, ou phase tactique, concerne les opérations d'identification des ressources par prélèvement d'échantillons, sur les sites préalablement reconnus par la première phase. • Enfin la troisième est celle de l'étude des cibles, durant laquelle sera qualifiée la valeur économique des ressources identifiées en phase deux. Les données et les résultats, interprétés par les organismes de recherche partenaires, sont gérés par une structure spécialement mise en place avec l'assistance de l'Ifremer : la Structure Locale de Gestion et de Valorisation (SLGV). Cette structure agit comme un observatoire de la zone économique. Les produits diffusés sont des cartes sous forme papier ou numérique, des CD-ROM, des rapports, des extractions des banques de données créées par la SGVL. La liste des produits de chaque catégorie n’est
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