Ce thème cible 2 zones de suivi :
1) l'ensemble baie de Bourgneuf / île de Noirmoutier
2) l'ensemble estuaire de la Loire / zones humides fonctionnellement associées à l'estuaire

Les changements climatiques actuels nécessitent d'être évalués en terme d'impact sur la dynamique morpho-sédimentaire des côtes et des avant-côtes, les aspects biologiques révélateurs de ces dynamiques morpho sédimentaires mais aussi les aspects de sociétés afin de mieux apprécier les conséquences prévisibles de ces changements sur les enjeux de la zone côtière (enjeux de nature et enjeux de société).
Pour mettre en place ces objectifs, il est nécessaire de suivre précisément 3 signaux constituant une sorte de tableau de bord du suivi des impacts des changements climatiques sur le littoral.  Ce suivi permet de fédérer les compétences rassemblant les laboratoires fondateurs et les partenaires. 

On distinguera :
I.    Les signaux morpho-sédimentaires
II.    Les signaux biologiques en zone rétro-littoral
III.    Les signaux biologiques en zone avant-littoral
IV.    Les signaux anthropiques

Les signaux morpho-sédimentaires


a) suivi des variables météo-marines et de leur impact sur la stabilité du trait de côte sur l'île de Noirmoutier (suivi par profil de plage d'une section de Noirmoutier)

La vulnérabilité induite par les changements climatiques est définie par le GIEC (Groupe d'experts Intergouvernemental sur l'Evolution du Climat) comme étant la combinaison de la sensibilité aux variations climatiques, la probabilité d'un changement climatique adverse et la capacité d'adaptation du système. Pour chacune de ces composantes, des indices peuvent êtres construits et combinés. Des méthodes d'agrégation à travers les domaines et les échelles commencent à être appliquées à la thématique du changement climatique. Cependant, des challenges méthodologiques substantiels restent encore à relever, en particulier l'impact d'un changement climatique adverse et l'interprétation de la vulnérabilité au travers de situations variées. Comme mis en évidence par le GIEC dans le cadre d'études à l'échelle globale, les systèmes côtiers devraient être fortement vulnérables aux changements climatiques. Dans ces zones, les phénomènes d'érosion et de submersion marine sont parmi les conséquences les plus importants de la remontée du niveau marin. Les côtes métropolitaines françaises, étant composées à 31% de côtes sableuses, sont donc potentiellement vulnérables. L'objectif de l'observatoire baie de Bourgneuf / Noirmoutier est double : (1) identifier et estimer des indicateurs de vulnérabilité à l'érosion et à la submersion marine pour les côtes sableuses et vaseuses basses, de l'avant-plage à l'arrière pays, face au changement climatique à échéance des années 2050 ; (2) identifier le rôle aggravant ou modérateur que peut avoir le facteur d'occupation humaine du littoral sur cette vulnérabilité. Le système côtier sera défini par sa morphologie, ses caractéristiques physiques, l'occupation et l'utilisation de son espace. Les échelles temporelles iront du court-terme (échelle des tempêtes) au long-terme (décennies), tandis que les échelles spatiales iront de quelques dizaines de mètres à plusieurs dizaines de kilomètres.
Exemple Env Côtier 1
Harmonique M2, pas de 2h autour de Noirmoutier, modélisation Télémac, LETG,  Maanan M ., Robin M., Larroudé P., 2007, Mise en évidence de l'envasement d'une baie par modélisation hydrosédimentaire : cas de la baie de bourgneuf, 11è congrès français de sédimentologie, Cannes, 11-12 octobre 2007

b) Suivi des submersibilités latérales (et de la mise en eau des annexes hydrauliques) dans l'estuaire de la Loire et suivi fin des gradients d'humidité.

Un gros travail d'inventaire systématique a été et est mené par un de nos partenaires (GIP Loire Estuaire - cahiers d'indicateurs) qui a mis en place un réseau de mesures en continu. L'objectif d'action d'observation est d'identifier quelques indicateurs bio-morpho-sédimentaires bien ciblé pour évaluer l'impact du changement climatique dans le système estuarien, en complétant la batterie d'indicateurs du GIS estuaire ou en raffinant certains indicateurs.
La connaissance la plus précise possible de la microtopographie et des contacts alluviaux, de la bathymétrie des chenaux de marée et des lacs (ex. Grand-Lieu, Brière) sera considérée prioritaire. Le changement climatique attendu a des conséquences sur l'hydrodynamisme de l'estuaire au même titre que l'artificialisation du chenal d'accès au port Autonome Nantes-Saint Nazaire. La dissociation entre les deux causes est difficile à faire mais les conséquences en termes d'inondabilité (extension, fréquence) et les conséquences induites sur la biodiversité justifient cette opération d'investigation systématique.


Les signaux biologiques en zone rétro-littorales


a) suivi du signal botanique dans les milieux dunaires vendéen (analyse et suivi des formations végétales en dune grise et en dune blanche en relation avec la micro-topographie et les micro-formes d'éolisation)

Les dunes littorales atlantiques sont l'objet de constants changements sous l'action de la mer et du vent et sont soumises à une pression humaine forte, notamment touristique.
L'intervention de l'homme sur les dunes littorales est ancienne, tant sur leur couvert végétal que sur leur modelé. Elle a longtemps eu pour objectif la protection du territoire de l'avancée des sables. On s'est ainsi efforcé un peu partout de fixer les dunes mobiles. Avec l'évolution des attentes sociales, la mise en évidence de leur haute valeur patrimoniale, une meilleure connaissance des processus de fonctionnement, la recherche de la fixation des dunes laisse place à des principes et des pratiques de gestion « durable », à un « contrôle souple » visant seulement à modérer les processus sans les interrompre.
Les dunes ont fait l'objet de nombreux inventaires (phytosociologie, ZNIEFF...) et sont actuellement protégées dans le cadre de la directive européenne « Habitats ».

b) Suivi des VAE (roselières) (densification, érosion, mutation -transformation en prairies-) et des espèces exotiques (ex. jussie) : marais de Grande Brière et lac de Grand lieu

Un suivi de la variabilité saisonnière et inter-annuelle des roselières est un indicateur de la pression anthropique sur le milieu ainsi que des changements climatiques (en termes de régime hydrologique et de forçages morpho-sédimentaires). On distinguera des extensions de roselières au détriment de plans d'eau, du comblement de certaines parties du marais et de la disparition à terme de certaines roselières à la faveur d'une redistribution de ces espaces en fonction des conditions morpho-dynamiques du milieu, des actions d'aménagement de la zone estuarienne, de la gestion des zones humides.

Les signaux biologiques en zone avant-littoral


a)  suivi des herbiers à zostères de la baie de bourgneuf attestant de la stabilité morpho-sédimentaire de la baie (analyse et suivi des secteurs en érosion et en accrétion)

Les principaux herbiers de zostères de la baie de Bourgneuf (France, 1°-2° W, 46°-47° N) sont essentiellement constitués par la zostère Zostera noltii Hornemann. Situés dans la partie occidentale de la baie, ils occupent une grande partie de la zone intertidale de l'île de Noirmoutier entre le passage du Gois et le port de Noirmoutier-en-l'île. Zostera marina L. est également présente dans la baie, mais son développement est très réduit. Elle colonise des chenaux de marée et un certain nombre de dépressions qui restent en eau à marée basse. La surface occupée par les herbiers de Zostera noltii a été déterminée préalablement par l'analyse d'images satellitales SPOT de la baie, prises de 1991 à 2005. Le traitement numérique de ces images repose 1) sur l'emploi d'un indice de végétation NDVI (Normalized Difference Vegetation Index) combinant les réponses spectrales des objets à la surface de la zone marine émergée dans les bandes spectrales XS2 (rouge) et XS3 (proche infra rouge) de SPOT et 2) la transformation de cet indice en biomasse.

Exemple Env Côtier 4
Barillé L., Robin M., Harin N., Launeau P, Bay of Bourgneuf seagrass zostera noltii hornem multitemporal mapping by spatial visible-infrared remote sensing, CRAS Biologie, soumis. 2008.

b) suivi du microphytobenthos

Les écosystèmes de la baie de Bourgneuf s'averrent le plus souvent difficiles d'accès en raison de la présence de sédiment fins constituant des vasières littorales. Cette contrainte limite le nombre de mesures indispensables pour appréhender la structure spatiale et temporelle des peuplements. Seule la télédétection permet d'envisager des pas d'échantillonnage régulier comme nous l'avons montré pour le microphytobenthos à partir d'images d'archives SPOT (fig. ci-dessous).
Exemple Env Côtier 2
V. Méléder, P. Launeau, L. Barillé et Y. Rincé (2003) "Cartographie des peuplements du microphytobenthos par télédétection spatiale visible-infrarouge dans un écosystème conchylicole" Comptes Rendus Biologie Académies des Sciences - Biologie, Paris, 326, 377-389.

Pour véritablement quantifier la biomasse la télédétection hyperspectrale est nécessaire pour identifier le cortège de pigments végétaux. En collaboration avec le laboratoire de biologie MMS de Nantes, nous avons ainsi lancé depuis 1996 une série d'études pour proposer de réaliser des cartes de biomasse à partir de l'évaluation des teneurs en chlorophylle a et c en les étalonnant sur des mesures de chromatographie (HPLC) de laboratoire. L'étalonnage des spectres de réflexion a été obtenu par la filtration de cultures de diatomées à des teneurs croissante sur un support neutre, par la mesure des spectres de réflexion des diatomées filtrées à l'aide du spectromètre GER 3700 puis au contrôle de la teneur en chlorophylle par HPLC. La même opération a ensuite été effectuée sur des prélèvements de terrain, congelé après acquisition des spectres et contrôlé au laboratoire par HPLC.

Exemple Env Côtier 3
Combe, J.; Launeau, P.; Carrere, V.; Despan, D.; Meleder, V.; Barille, L.; Sotin, C., 2005, Mapping microphytobenthos biomass by non-linear inversion of visible-infrared hyperspectral images, Remote Sensing of Environment, 98, (4), 371-387.
 
c) suivi par bioindicateurs (foraminifères) de la qualité des sédiments intertidaux en baie de Bourgneuf.

La pollution et les changements environnementaux (e.g. variations climatiques) peuvent  conduire à une transformation radicale des populations de foraminifères. Ils constituent de bon bio-indicateurs de la qualité de l'environnement ou proxies des changements environnementaux.

Mesures effectuées :

Depuis la marée noire de l'ERIKA, arrivée en zone intertidale de la Baie de Bourgneuf en 2000, l'équipe du BIAF Angers a entrepris un suivi des peuplements de foraminifères benthiques. Ce suivi a essentiellement ciblé les zones intertidales dans deux secteurs, le Port du Collet (NE de la Baie) et Fromentine (SE de la Baie). Pour chacun des deux secteurs, 3 à 5 stations, représentant différents types de milieu (schorre, slikke, etc.) ont été échantillonnés régulièrement, jusqu'en décembre 2001, tous les trois mois, après, jusqu'à aujourd'hui, d'une façon mensuelle (excetionellement bi-mensuelle).

Le début de ce suivi a été effectué dans le cadre du programme « Suivi des conséquences écologiques et écotoxicologiques de la marée noire due au naufrage de l'Erika». Une des conclusions majeures de notre étude sur l'impact potentiel de la marée noire était qu'il était pratiquement impossible d'arriver à des conclusions univoques à cause de l'absence de données faunistiques avant l'année 2000. Il était évident qu'un suivi à long terme était nécessaire pour mieux connaître la variabilité naturelle (spatiale, saisonnière et interannuelle) des faunes de foraminifère. C'est pourquoi nous avons continué le suivi des sites les plus importants jusqu'à ce jour.

Les signaux anthropiques


a) observatoire des activités et des conflits d'usage (baie de Bourgneuf)

L'objectif est l'observation de l'environnement littoral sous l'angle des sociétés. Cette entrée suppose que l'observation des activités et des conflits potentiels entre ces activités mettent en évidence, à travers diverses causes, les causes liées au fonctionnement de la société et celles inhérentes aux changements climatiques impactant les ressources spatialisées de la zone côtière et donc les activités associées à ces ressources. 


b) observatoire des pollutions et de la résilience des territoires (île de Noirmoutier)

La mise en place d'un observatoire des pollutions se justifie par l'existence de crises provoquées par la marée noire de l'Erika comme par l'existence de pollutions récurrentes diverses sur le littoral des Pays de la Loire à la suite de dégazages intempestifs. L'objectif est de suivre l'impact des ces déversements d'hydrocarbures sur les milieux naturels d'une part et anthropisés d'autre part. Est au cœur de l'observatoire la façon dont les milieux réagissent et s'adaptent aux forçages dus aux polluants. Les notions de résistance/résilience sont donc appréhendées à travers un suivi systématique d'indicateurs à partir d'un temps zéro. Plusieurs objectifs sont plus spécifiquement poursuivis :

1)    Réflexion autour de la restauration des milieux affectés par les pollutions par les hydrocarbures, en intégrant des paramètres comme la rémanence du polluant.
2)    Mise en place d'une pérennisation du suivi d'indicateur de qualité du milieu et du suivi de la résilience de ces milieux en zone côtière. L'idée est de poursuivre les observations structurées sur le littoral des pays de Loire (Noirmoutier) et de choisir d'autres sites, là où des marées noires ont étudiées par le laboratoire (Littoral de Galice, Littoral, de la mer d'Azov).
3)    Suivi d'indicateurs de vulnérabilité socio-économique et de vulnérabilité bio-morpho-sédimentaire sur un échantillon de communes littorales des Pays de Loire (communes de Noirmoutier, communes riveraines des marais salants de la Presqu'île Guérandaise.
4)    Tester le modèle de vulnérabilité globale sur les autres sites étudiés par le laboratoire, afin d'en mesurer les limites et procéder aux améliorations (Figure ci-contre)
5)    Proposer des modèles opérationnels, de type ESI ou CEDRE, applicables en situation de crise.
Thème piloté par LETG
Responsable du thème pour l'OSUNA Marc Robin
En étroite association avec la FR IUMLDir. Pascal Jaouen
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