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Surveillance du benthos marin avec une camera hyperspectrale : une premiere en Mediterranee

8 oct 2018
Projet à la Une
Lundi, Octobre 8, 2018 - 11:15
Isabelle MOUAS

La destruction de l'habitat est l'une des principales causes du déclin de la biodiversité marine et des ressources halieutiques. Un récif artificiel peut être considéré comme un outil de protection ou de restauration de ces habitats et de leur biodiversité en déclin. La Convention de Barcelone définit les récifs artificiels comme "des structures spécialement construites pour protéger, régénérer, concentrer et / ou augmenter la production de ressources biologiques marines, que ce soit pour la pêche ou pour la conservation de la nature, incluant la protection et la protection de l'environnement, la régénération des habitats". En réponse à ces problèmes, près de 88 000 m3 de récifs artificiels, principalement en béton, sont déployés sur la côte méditerranéenne de la France depuis une trentaine d'années. À ce jour, l'évaluation de la performance des récifs s'est principalement concentrée sur les communautés de poissons et a presque complètement ignoré le développement de l'épibiose (biofilm et macrofouling). Historiquement en Méditerranée, les premiers travaux publiés dans les années 70 traitent des espèces de macrofouling. Par la suite, au cours des dernières décennies, la plupart des travaux ont été consacrés aux assemblages de poissons. Cependant, le biofilm (principalement des bactéries et des micro-algues unicellulaires) et le macrofouling (principalement des algues et des invertébrés fixes) sont les premiers éléments de la chaîne alimentaire qui permettront l'installation et le développement de la faune de grands invertébrés (crustacés) et de poissons autour des récifs artificiels.

En novembre 2017, 6 grands récifs artificiels imprimés en 3D ont été immergés dans la zone de protection marine du Larvotto (Monaco). ECOMERS et BOREA (Musée d'Histoire Naturelle de Paris), en collaboration avec l' AMPN (Association Monégasque pour la Protection de la Nature) , ont lancé une surveillance à long terme de ces récifs, comprenant une analyse du biofilm et du macrofouling.

Pour y répondre, une technique innovante est testée avec l'utilisation d'une caméra hyperspectrale immersible. Cette caméra est développée par PlanBlue, une start-up de l'Institut Max Planck (Allemagne). L'objectif principal est de comparer le modèle théorique utilisé pour l'impression 3D avec le modèle reconstruit par photogrammétrie. Cette modélisation pourrait être intégrée au travail mené par Elisabeth Riera dans le cadre de sa thèse de doctorat sur l'évaluation de la complexité tridimensionnelle de tous les types de récifs artificiels.

En résumé, l’imagerie hyperspectrale est une technique combinant imagerie et spectroscopie dans laquelle chaque image est prise pour une bande étroite du spectre électromagnétique. Par exemple, l'œil humain voit la lumière dans trois bandes (rouge, vert et bleu), tandis que l'imagerie hyperspectrale peut «voir» dans un très grand nombre de bandes, allant généralement du visible au proche infrarouge. Chaque espèce a une signature particulière (image hyperspectrale) qui peut être utilisée pour l'identifier. Le développement d'une caméra immergée permet d'acquérir des images sous-marines de différents substrats colonisés et ainsi d'obtenir rapidement une identification précise (espèce ou genre) des espèces présentes. Cette rapidité et cette facilité d'identification sont les points forts de cet appareil photo. Une fois la validation effectuée (association entre un spectre de lumière et une espèce ou un groupe d'espèces), il sera alors facile de déterminer la composition de l'espèce de macrofouling. De plus, cette technologie prometteuse va au-delà de la simple identification des espèces. Cette caméra peut également fournir des informations sur les activités physiologiques des espèces photosynthétiques qui se développent au fil du temps.

Cette technique innovante n'a jamais été utilisée en Méditerranée. Son développement à Monaco par ECOMERS et AMPN en partenariat avec CREOCEAN et sa validation en tant que méthode de contrôle de l’encrassement seront une première. Cette technique pourrait ensuite être utilisée dans la surveillance du benthos, que ce soit sur un substrat artificiel ou naturel. Les perspectives d'application dépassent de loin les seuls récifs artificiels.

Contact BOREA : Cédric Hubascedric.hubas@mnhn.fr