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Sea(e)scape
Science et photographie subaquatique
N°5
10 questions à Line Le Gall
La course aux abysses
La biodiversité marine de Plougastel
La cartographie sous-marine
La vie subaquatique des carrières belges
L’ancrage dans les herbiers de posidonies
La vie marine
du large
Édito
Les fans de Burger Quiz auront
reconnu l’empreint de la formulation de
l’émission, qui permet cependant d’exposer
clairement la question de la motivation
principale se cachant derrière toute grande
aventure humaine de la découverte de son
environnement, que ce dernier soit terrestre,
spatial ou marin. Généralement, si
l’exploration précède l’exploitation, l’inverse se
vérifie très rarement.
Penchons-nous donc sur le milieu
marin (comme par hasard), et plus
particulièrement sur la course aux abysses
(racontée dans ce numéro) qui débouche
aujourd’hui sur la mise au point de méthodes
d’extraction minière à plusieurs milliers de
mètres de profondeur.
Il est clair que la principale motivation
des premiers explorateurs des abysses est le
pure exploit humain, scientifique et technique.
Cependant, comme la conquête de l’espace,
la course à la plongée la plus profonde se
teinte de démonstrations de force politique
par les États qui n’hésitent pas à impliquer
leur marine nationale dans la logistique des
missions d’exploration durant la Guerre
Froide. Encore aujourd’hui les personnes qui
montent dans les sous-marins pour aller à 10
000 mètres de profondeur ont rarement la
motivation de l’argent. Malheureusement,
ceux finançant ces missions ont d’autre
intérêts en tête.
L’exploration des abysses commence
aujourd’hui à céder la place à l’exploitation qui
elle repose sur des enjeux économiques et
politiques. Actuellement, l’exploitation des
zones abyssales à un niveau industriel n’a
pas encore démarré mais il est à prévoir que
des destructions écologiques difficilement
mesurables auront lieu à grande échelle sur le
plancher océanique. Il faut également garder
à l’esprit que cette future exploitation aura
pour but de répondre à notre appétit toujours
grandissant pour le matériel technologique
nécessitant des minerais rares (dont
l’ordinateur avec lequel j’écris cet édito est
composé). Donc pour répondre à la question
je dirais les deux, même si dans un monde
idéal la seule aventure humaine et scientifique
devrait nous suffire.
Après ce constat pragmatique, il nous
Exploration, exploitation
ou les deux
Sea(e)scape n°5
Édition
Arnaud Abadie
arnaud.abadie@seaescape.fr
Elles/Ils ont participé à ce
numéro : Line Le Gall, François
Vandenbosch, Leslie Bissey, Alain
Peeters, José Utge, Michel
Guilerm, Erwan l’Her, Loïc Merret.
Vous souhaitez partager vos
connaissances sur les milieux
auquatiques et publier un article
dans Sea(e)scape ? Une seule
adresse :
contact@seaescape.fr
Retrouvez plus d’articles et de
photos sur
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Ce document est la propriété de
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partagé sous la licence Creative
Commons – Attribution-NonCommercial
- NoDerivatives 4.0 International. Il ne
peut donc pas être modifié ni utilisé à
desfinscommerciales.
La totalité des photos publiées dans
Sea(e)scape est la propriété de leur
auteur. Toute reproduction ou utilisation
estinterdite.
Photo de couverture : Coucher de soleil
au large des côtes françaises de
Méditerranée–LeslieBissey
est toujours permit de nous émerveiller de la
biodiversité subaquatique aux travers des
articles de François Vandenbosch sur
Plougastel et les carrières belges ainsi
qu’avec le sublime portfolio de Leslie Bissey
sur les rencontres sous-marines au large de
la Méditerranée. Si la végétation marine vous
passionne je vous recommande chaudement
la lecture de l’interview de Line Le Gall,
chercheuse spécialiste des algues au
Muséum national d’histoire naturelle. Ce
numéro vous parle également de nos activités
destructrices du milieu marin avec un article
sur l’impact de l’ancrage dans les herbiers de
posidonies. Enfin, si vous vous demander
comment nous sommes capable de mesurer
la profondeur des océans et la nature des
fonds marins, un article entier est dédié à la
cartographie sous-marine.
Merci de lire Sea(e)scape et
bienvenue sous la surface !
Arnaud Abadie
2 Sea(e)scape n°5 3 Sea(e)scape n°5
Comme cette marcassite terrestre, les nodules
pollymétalliques des plaines abyssales renferment
de nombreux métaux précieux dont l’exploitation
industrielle est à l’étude. Photo (Creative
commons) : Géry Parent.
Sommaire
10 QUESTIONS
À LINE LE
GALL
LA
CARTOGRAPHIE
SOUS-MARINE
P 8
P 18
LA COURSE AUX ABYSSES LA BIODIVERSITÉ
MARINE DE PLOUGASTEL
P 38
P 58
LA VIE SUBAQUATIQUE DES
CARRIÈRES BELGES
P 76
PORTFOLIO : LA VIE MARINE DU LARGE
P 92
L’ANCRAGE
DANS LES HERBIERS DE POSIDONIES
P 104
4 Sea(e)scape n°5 5 Sea(e)scape n°5
Les auteur(e)s
François Vandenbosch
Ayant commencé la plongée à l’âge de 8 ans
après avoir regardé les films de Cousteau,
François obtient son Master d’Océanographie
(2013) à l’Université de Liège en Belgique. Il a
travaillé dans le milieu de la recherche
scientifique, de l’aquariologie et comme
plongeur professionnel. Passionné du monde
aquatique et des espèces qui le peuple, il a
pour objectif de transmettre sa passion en
partageant ses expériences et ses
photographies.
Leslie Bissey
Leslie Bissey est océanologue et plongeuse
scientifique. Après un début de carrière en Asie
du Sud-Est pour Creocean, Leslie devient
indépendante et travaille avec de nombreuses
structures allant du bureau d’études aux
laboratoires, fondations et universités.
Parcourant de nombreux océans et mers pour
ses missions, Leslie se passionne pour la
photographie et l’image. Riche de nombreuses
rencontres de personnes engagés pour un
avenir plus durable, elle fonde WeOcean en
2017 et achète un voilier de 42 pieds pour le
mettre à disposition du projet. C’est alors
l’occasion de se lancer pleinement dans un
projet alliant l’image, les sciences et la
pédagogie autour du milieu marin.
Arnaud Abadie
Arnaud Abadie est un biologiste marin et
photographe subaquatique spécialisé dans les
écosystèmes de Méditerranée. Il est ingénieur
de recherche dans le bureau d'étude Seaviews
spécialisé dans la cartographie sous-marine et
les études environnementales. Arnaud est le
fondateur de Sea(e)scape et l'un de ses
contributeurs régulier.
6 Sea(e)scape n°5 7 Sea(e)scape n°5
Les algues, bien que présentes dans nos vies
de tous les jours, n’ont pas toujours bonne
réputation : marées vertes toxiques, mousse
compacte rejetée sur les plages, matière
gélatineuse dans les eaux croupissantes ou
encore masse glissante recouvrant les
rochers. Qu’est-ce qui t’a amené à leur dédier
ta vie professionnelle et pourquoi les algues
sont-elles géniales ?
Effectivement, tu présentes là un des
deux extrêmes du ressenti par rapport aux
algues. Cependant, il y a d’autres personnes
qui sont complètement « hype » avec les
algues : ils se les mettent sur la peau comme
cosmétiques, ils les mangent en compléments
macrobiotiques1
, ils les considèrent comme
les aliments du futur qui vont sauver
l’humanité de la famine, … Entre ces deux
extrêmes, il y a très peu de discours modérés
sur ce que sont les algues.
En ce qui concerne mon parcours, j’ai
commencé à travailler sur les algues car elles
étaient à la croisée de mes passions : la
biologie végétale et la biologie marine. Les
algues se sont imposées à moi comme une
évidence. Ce qui sauve les algues, c’est
qu’elles sont extrêmement belles. En herbier
ou sous le microscope, ce sont de véritables
dentelles qui s’offrent à nos yeux. De plus,
elles ont des couleurs spectaculaires. On va
avoir les algues vertes, rouges, brunes, et
tout un camaïeu de teintes intermédiaires.
Elles ont donc pour elles leur beauté et c’est
ce que j’essaye d’utiliser pour les mettre en
avant car elles sont souvent laissées pour
compte des politiques de gestions et de
conservations du milieu naturel. Les mesures
de conservations nécessitent de suivre les
espèces et les algues ne sont pas faciles à
identifier, et donc très peu prises en compte.
Elles sont nettement moins bien considérées
que les végétaux terrestres dans les études
de conservation. Est-ce que tu connais une
algue qui est dans la liste rouge UICN de
France? Non. Voilà, CQFD. Dans les
documents d’objectifs, dans les mesures de
gestion des espaces naturels protégés, il n’est
jamais question d’algues. Les phanérogames
marines sont parfois mentionnées car leur
8
10 questions à... Line Le Gall
identification est plus aisée. Il faut donc parler
des algues et j’essaye de le faire, notamment
en mettant en avant leur côté esthétique.
Tu fais partie de nombreux groupes
scientifiques, tels que la société phycologique
de France ou le conseil scientifique du MNHN
entre-autre. A quoi servent ces organisations
et quelle est leur contribution aux progrès de
la sciences ?
Tout ceci a trait à la gouvernance de la
recherche. Il faut faire émerger et mettre des
priorités dans les actions de recherches car
on peut faire de la recherche scientifique sur
pleins de sujets. C’est au sein de ces conseils
que l’on va essayer de donner la priorité à
certains sujets en définissant les critères qui
serviront à mettre en place une politique de
gouvernance de la recherche. Une fois que
les priorités ont été trouvées, la communauté
scientifique se structure pour réaliser des
études qui sont le plus souvent le fruit d’un
travail en équipe. De nos jours, on ne fait plus
la recherche tout seul dans son coin.
Tu es chargée de conservation de l’herbier
national. Peux-tu nous expliquer de quoi il
s’agit, quelles sont les missions de l’herbier
national et quelles sont les contraintes de
conservations des algues ?
L’herbier national possède environ un
demi-million de spécimens d’algues d’une
grande diversité puisqu’il héberge des
cyanobactéries, des micro-algues et un grand
nombre de macro-algues qui représentent la
majorité du volume des collections. Il y a une
importante diversité dans le format de ces
collections. Les macro algues, et même
certaines micro-algues, sont conservées sous
forme d’herbier c’est à dire une algue collée
sur une feuille de papier. La particularité des
algues, c’est qu’elles collent au papier
lorsqu’elles sèchent. Il faut donc les mettre
directement en place sur leur support définitif.
Habituellement, pour les plantes supérieures,
le séchage est réalisé entre deux feuilles de
Line Le Gall
Professeure au Muséum National d’Histoire Naturelle (MNHN), Line Le
Gall est passionnée par les algues, leur diversité et leur histoire
évolutive. Très active sur le terrain, toujours à la recherche de nouveaux
spécimens, elle est également très impliquée dans le partage des
connaissances à travers différents comités, regroupements ou journaux
scientifiques dans le domaine. Avec Denis Lamy, elle a co-écrit Algues,
étonnants paysages publié en 2019. Cet ouvrage richement illustré fait
le point sur leur diversité et les menaces qui pèsent sur les algues.
Propos recueillis par François Vandenbosch
Sea(e)scape n°5 9 Sea(e)scape n°5
papier journal. Pour les algues, on va être
obligé de les positionner directement sur la
feuille qui servira de support dans l’herbier ad
vitam æternam.
L’idée des collections, c’est de
constituer une vitrine de la biodiversité. Celle-
ci pouvant être présente à différentes
échelles, les collections sont surtout
organisées autour de la diversité des
espèces, l’objectif étant de rassembler un
représentant pour le plus grand nombre
d’espèces possible. Cette démarche, même si
elle est prépondérante, n’est pas l’unique.
Certaines collections s’intéressent à mettre en
évidence la variabilité autour d’une espèce
donnée. Dans ce cas, plusieurs échantillons
d’une même espèce ont été collectés.
Les échantillons de la collection
servent aussi à la description des espèces.
En systématique2
, et en taxonomie3
en
particulier, le type porte-nom4 constitue une
sorte de mètre-étalon pour chaque nouvelle
espèce ; il s’agit d’un spécimen qui sert de
modèle à la description, et qui est conservé
10 questions à...
10 Sea(e)scape n°4
Roche sous-marine avec une
couverture algale rase. Photo :
José Utge.
Planche de l’herbier national.
Source : MNHN.
dans une collection afin d’être disponible pour
la communauté scientifique.
Les enjeux de conservation des
collections portent surtout sur la préservation
des supports. L’essentiel de nos collections
datent du 19ème siècle et il y a parfois des
soucis avec les papiers de cette époque qui
sont acides. Ils vont se tacher, voire se trouer.
On a également beaucoup de collections en
lames. Ici, les enjeux sont de pouvoir identifier
les lames, repérer les spécimens sur les
lames qui correspondent généralement à un
prélèvement du milieu naturel qui est
hétérogène. Enfin, il y a toute une catégorie
de spécimens conservés dans des liquides
divers et variés, notamment du formol. Ce
produit ayant de nombreux risques pour la
santé et des impacts importants sur
l’environnement, on essaye de s’en passer
aujourd’hui en le substituant par d’autres
conservateurs moins toxiques.
Dans tes sujets de recherches, tu utilises
autant l’approche génétique que
morphologique pour l’identification des
espèces. En quoi les deux approches sont
complémentaires pour une compréhension
globale de la diversité, de l’évolution et de
l’écologie des espèces ?
En tant que systématicienne, mon
objectif est d’étudier la dynamique de la
biodiversité à l’échelle globale. Pour ce faire,
je mobilise des outils de la systématique
moléculaire entre-autre. L’idée, c’est de
pouvoir comparer les données de
séquençage de fractions de l’ADN avec des
données morphologiques. Je cherche à
trouver un faisceau convergent d’indices basé
sur différentes sources de caractères qui
constitue une preuve scientifique pour
délimiter les espèces.
Au delà de l’identification des espèces,
je m’intéresse aussi à la compréhension de la
fonction de ces espèces au sein de
l’écosystème. Pour ce faire, j’ai contribué à la
mise en place d’une base de données de
traits dont la variabilité permet de caractériser
chaque espèce. Parmi les traits, il y a par
exemple ceux liés au cycle de vie tout comme
la présence (ou l’absence) de calcification ou
la durée de vie d’un individu (espèce annuelle
vs pérenne). Tout cela va fortement influencer
le fonctionnement de chaque espèce au sein
d’un écosystème, donc cela fait aussi partie
de mes centres d’intérêts.
La science, c’est aussi un travail sur le terrain.
Combien de temps passes-tu en moyenne sur
le terrain au cours d’une année et quels sont
les principaux outils que tu utilisent ?
J’ai la chance de participer à des
missions pour aller explorer la diversité des
algues. Comme je te l’ai dit, je m’intéresse à
ce sujet au niveau global, ce qui me conduit à
me déplacer quasiment des pôles jusqu’à
l’équateur, dans l’hémisphère nord et sud. Les
algues sont des organismes
photosynthétiques qui ont besoin de lumière
pour vivre. On les trouve donc dans la zone
photique5
dont la profondeur varie en fonction
de la clarté des eaux. Généralement, cela va
de quelques mètres quand l’eau est très
turbide, à une petite centaine de mètres
quand les eaux sont très transparentes. Il y a
évidemment des exceptions avec des
organismes décris dans les Bahamas jusqu’à
273 m mais la plupart du temps, il n’y a plus
d’algues en dessous de 100 m. J’utilise très
régulièrement la plongée sous-marine pour
aller collecter les espèces subtidales6
. Dans
les zones présentant des marées, je peux
aller sur le terrain à pied pour collecter les
espèces intertidales.
L’avantage de la plongée sous-marine,
c’est qu’elle permet d’aller explorer toute la
zone dans laquelle les algues poussent. De
plus, la réglementation française a changé en
mai 2019, permettant l’usage des recycleurs7
dans le cadre de la plongée professionnelle.
Du coup, alors que nous étions limités à 50 m
avec un classe 2 mention B [ndlr : diplôme de
scaphandrier], nous pouvons maintenant
intervenir jusqu’à 100 m grâce aux recycleurs.
Je me suis récemment formée au classe 3
mention B pour pouvoir mettre en œuvre des
plongées profondes et pour pouvoir explorer
Récolte d’échantillons sur les algues de Méditerranée
colonisant la roche. Photo : José Utge.
12 Sea(e)scape n°5
10 questions à...
les fonds marins jusqu’à 100 mètres.
Je pense qu’il y a vraiment deux
grands avantages à l’utilisation du recycleur.
Tout d’abord, le temps passé sous l’eau n’est
plus limité par les bouteilles mais par notre
physiologie : c’est le froid, l’envie de faire pipi,
ou la faim qui nous font maintenant sortir de
l’eau. On peut donc travailler et explorer
beaucoup plus tranquillement, plus
sereinement. Enfin, on peut facilement utiliser
des mélanges gazeux enrichis en oxygène et
en hélium qui font qu’on est beaucoup moins
narcoser. Ainsi, c’est beaucoup plus agréable,
efficace et sécuritaire de travailler.
Par quel moyen le MNHN contribue-t-il à
l’inventaire de la biodiversité ?
Le MNHN a toujours eu une longue
expérience d’expéditions. J’ai la chance de
contribuer, au sein de l’équipe dont je fais
partie (Exploration, espèces et évolution), à
faire perdurer ce savoir-faire . On organise de
grandes expéditions à travers le monde qui
ont pour objectif de mutualiser un grand
nombre de moyens. Ainsi, nous pouvons
explorer un large nombre de taxons de
manière simultanée. On a une expérience
internationalement reconnue sur le benthos,
notamment les crustacés, les mollusques et
les algues.
10 questions à...
Quel est ton El Dorado des algues, ton endroit
favori pour aller sur le terrain ?
C’est une question difficile ! Je pense
que c’est surtout la diversité des milieux qui
me fascine plus qu’un seul milieu. Cela dit, si
j’en avais un à choisir, je pense que les
champs de laminaires sont vraiment
l’écosystème que je trouve le plus fantastique.
Les champs de maerl8
sont absolument
fascinants aussi. Je trouve le coralligène9
en
Méditerranée très coloré et fabuleux. Il y a
pas mal de milieux qui sont assez magiques
mais voilà, si il ne fallait en choisir qu’un, ce
serait évidemment les champs de laminaires.
J’aime beaucoup aller plonger entre les stipes
de Laminaria hyperborea car c’est un vrai
paysage de « forêt » dans lequel on flotte
entre les troncs.
Selon toi, est-ce que les algues vont gagner
de l’importance dans nos sociétés dans
l’avenir ? Quels sont les menaces qui pèsent
sur elles ?
Il y a beaucoup de programmes à
l’heure actuelle qui visent à utiliser davantage
les algues. Il faut savoir qu’au niveau de la
biodiversité, les algues ne forment pas du tout
un groupe homogène. Ce sont vraiment des
groupes qui ont eu des histoires évolutives
très différentes. Le résultat est que les
différentes espèces d’algues vont avoir des
molécules très différentes les unes des
autres. C’est une richesse qui est déjà
exploitée et le sera d’avantage à l’issue des
programmes de recherche en cours. Le
principal soucis avec les algues, c’est qu’elles
poussent entre 0 et 100 m de profondeur
maximum. A l’échelle de la planète terre, cela
comprend uniquement l’environnement côtier
qui représente à l’échelle de la terre, un fil le
long des continents. Il s’agit d’une distribution
linéaire et non pas surfacique. Toute
exploitation va avoir des conséquences
écologiques fortes. Je ne pense pas que l’on
arrivera un jour à récolter des quantités
d’algues comparables à ce que l’on peut
récolter sur terre où l’on peut avoir des
champs immenses. La culture sur filière doit
14 Sea(e)scape n°4 15 Sea(e)scape n°4
Récolte d’échantillons en Bretagne dans les forêts de
laminaires. Photo : Wilfried Thomas.
forcément être attachée au fond ce qui est
possible uniquement sur le plateau
continental.
Les algues n’ont généralement que de
faibles capacités de dispersion. De plus, les
algues ne peuvent s’installer que sur un
substrat dur. Les endroits propices au
développement des algues peuvent donc être
représentés par une ligne pointillée. Les
algues n’ont pas forcément la capacité de
sauter d’un substrat dur à l’autre si l’espace
entre deux points est trop grand.
Dans le chapitre « Art et science » du livre
que tu as co-écrit, tu parles des Exsiccata.
Pourrais-tu nous expliquer ce qui se cache
derrière ce mot latin un peu barbare ?
C’est une pratique qui consiste à
distribuer des algues sous la forme d’un
ouvrage, à mi chemin entre un herbier et un
livre. Les auteurs d’Exsiccata récoltaient entre
50 et 100 spécimens identiques qu’ils
faisaient sécher. Ensuite, ils réunissaient ainsi
un certain nombre d’algues qu’ils
numérotaient avant de les distribuer à
différentes personnes. Les exsiccata sont très
riches de notre point de vue car ce sont de
vrais spécimens sur lesquels on peut faire des
études morphologiques, et éventuellement
génétiques même si ces dernières ne
marchent pas super bien.
Quelle est ton algue préférée et pourquoi ?
Je ne vais pas prendre une espèce en
particulier mais un grand groupe. Je suis
absolument fasciné par les corallines. Ces
algues rouges calcifiées présentent une
grande diversité. Ce sont les grandes
championnes de l’algologie. On retrouve dans
ce groupe les espèces les plus profondes (le
273 m que je te citais auparavant, c’était une
coralline) mais aussi les plus vieilles (certains
spécimens on près de 800 ans) et les plus
diversifiées avec plus de 600 espèces
actuellement décrites (c’est aussi un groupe
bien connu pour abriter beaucoup de diversité
cryptique10). Enfin, c’est un groupe
Line Le Gall
cosmopolite [ndlr : se dit d’une espèce
présente dans toutes les parties du monde]
car les corallines ont des rôles importants
dans les écosystèmes côtiers depuis
l’équateur jusqu’aux pôles.
Glossaire
1
Macrobiotique : philosophie et pratique
alimentaire issue des enseignements de
Georges Ohsawa qui introduit le principe du
Yin et du Yang via l’alimentation.
2
Systématique : discipline des sciences
naturelles qui a pour objet d’inventorier tous
les organismes vivant existant ou ayant
existé.
10 questions à...
16 Sea(e)scape n°4 17 Sea(e)scape n°4
3
Taxonomie : discipline des sciences
naturelles qui a pour objet de décrire la
diversité des organismes vivants en les
regroupant dans des entités appelées
« taxons » afin de les identifier, les décrire, les
nommer et les classer. C’est une sous-
discipline de la systématique.
4
Type porte-nom : spécimen reconnu par les
codes de nomenclature (zoologique et
botanique) comme l’étalon objectif de
référence pour un taxon donné.
5
Zone photique : gamme de profondeur dans
laquelle la quantité de lumière est suffisante
pour que la photosynthèse se produise.
6
Subtidale : z0one située en dessous de la
zone de battement des marées et qui n’est
donc jamais émergée.
Découvrir les travaux de Line
Page de l'annuaire du Museum : https://isyeb.mnhn.fr/fr/annuaire/line-le-gall-2591
Présentation sur le site de la fondation de la biodiversité :
https://www.fondationbiodiversite.fr/membre/line-le-gall/
Présentation de son livre : https://www.delachauxetniestle.com/livre/algues
Interview vidéo : https://www.youtube.com/watch?v=2FlXuxy2QeY
Line Le Gall
7
Recycleur : équipement respiratoire de
plongée sous-marine fonctionnant en système
fermé et qui recycle l’air expiré par le plongeur
en ajoutant de l’oxygène afin de le rendre à
nouveau respirable et en complexant le
dioxyde de carbone expiré à de la chaux.
8
Maërl : algue rouge calcaire formant des
bancs.
9
Coralligène : écosystème sous-marin
caractérisé par l’abondance d’algues rouges
calcaires formant des concrétions
comparables aux récifs coralliens.
10
Diversité cryptique : diversité d’espèces
uniquement visible par le biais des analyses
génétiques.
Exsiccata du Muséum national d'histoire naturelle. Photo : Line Le Gall.
Line Le Gall récoltant des échantillons en recycleur. Photo : José Utge.
LA COURSE AUX ABYSSES
QUAND ? COMMENT ? POURQUOI ?
Moins connue que la course à la Lune, la course aux abysses présente
pourtant de nombreuses similitudes avec l’exploration spatiale moderne. Cet article
se concentre sur l’histoire moderne de l’exploration sous-marine des abysses qui a
démarré au début du XXème siècle et se poursuit encore aujourd’hui avec la
récente performance des chinois dans le Pacifique. Bienvenue dans le
bathyscaphe de Sea(e)scape qui descend dans le temps et dans les profondeurs
des océans pour vous faire découvrir cette aventure humaine hors norme, qui n’a
rien à envier à l’exploration spatiale. Vous allez vous rendre compte que, comme
une grande partie de l’exploration humaine, celle-ci est principalement motivée par
des raisons politiques et économiques.
Arnaud Abadie
« J’ai dit que le cratère sous-marin rejetait des laves, mais non des flammes. Il faut aux flammes
l’oxygène de l’air, et elles ne sauraient se développer sous les eaux ; mais des coulées de lave, qui ont
en elles le principe de leur incandescence, peuvent se porter au rouge blanc, lutter victorieusement
contre l’élément liquide et se vaporiser à son contact. » Ces paroles sont celles de Pierre Aronnax, le
héros du célèbre roman Vingt Mille Lieues sous les mers. A travers ce personnage, Jules Verne décrit
ainsi les fumeurs noirs des abysses plus de 100 ans avant leur découverte.
Histoire La course aux abysses
18 Sea(e)scape n°5 19 Sea(e)scape n°5
C’est profond comment l’océan ?
Avant de vous conter l’épopée des
explorateurs des profondeurs océaniques,
penchons-nous quelques instants sur la
morphologie des fonds marins. Tout d’abord,
la profondeur moyenne de l’océan (oui,
fonctionnellement parlant il n’ y a qu’un unique
océan sur notre petite planète) est d’environ 3
700 mètres. Finalement, la maigre portion
d’océan que nous voyons depuis le littoral
n’est comparativement qu’un pédiluve. Ce
chiffre peu cependant être trompeur et laisser
penser que fond marin est plat et uniforme. Il
n’en est absolument rien.
Tout comme les terres émergées, le
plancher océanique présente un relief très
marqué avec des montagnes, des plaines et
des falaises (ou tombants). Les montagnes
sous-marines forment les fameuses dorsales,
lieu de divergence des plaques tectoniques1
et de formation de la croûte océanique. Les
dorsales se situent en moyenne à 2 500 m de
profondeur. Voilà pour les bosses de l’océan
mais qu’en est-il des creux ? Les dépressions
du plancher océanique sont appelées des
« fosses sous-marines ». Elles se situent en
marge des dorsales du fait de la divergence
des plaques océanique ou bien dans les
zones de convergence entre une plaque
La carte du relief des fonds marins. Les dorsales océaniques sont bien visibles ainsi que les fosses à l’ouest de l’océan
Pacifique. Illustration (Creative Commons) : Berann, Heinrich C., Heezen, Bruce C., Tharp, Marie.
continentale et une plaque océanique. La
fosse la plus profonde, et également la plus
connue, est la fosse des Mariannes dans
l’ouest de l’océan Pacifique qui atteint la
profondeur de 10 984 mètres. Le relief très
marqué de l’océan est entrecoupé par des
aires relativement planes qui s’étendent sur
de grandes surfaces : les plaines abyssales.
Elles se situent principalement entre 4 000 et
6 000 mètres de profondeur.
Maintenant que vous êtes plus familier
avec la morphologie des fonds océaniques,
intéressons nous au principal lorsqu’il s’agit
d’exploration sous-marine. Je veux bien
évidemment parler de la couche d’eau qui
recouvre les plaines abyssales, les fosses
marines et les dorsales océaniques. Différents
étages océaniques sont définis en fonction de
la profondeur et des organismes qui y vivent.
Nous parlons ici d’étages pélagiques, c’est à
dire qui se situent dans la colonne d’eau ; par
opposition aux étages benthiques qui se
trouvent sur le fond. La distribution et la
composition des espèces qui vivent dans le
premier étage appelé « épipélagique » est
fortement dépendante de la quantité de
lumière disponible. Au delà de 200 m de
profondeur, c’est l’obscurité la plus totale, plus
aucune énergie lumineuse n’est présente. Ce
sont ensuite la température et la profondeur
(et par extension la pression) qui définissent
les étages suivants. Les abysses (ábyssos en
grec) signifient « sans fond » et se situent au-
delà de 4 000 m de profondeur. L’étage le
plus profond est l’étage hadale (qui débute à
6 000 mètres de profondeur) et correspond
Les différents types de reliefs océaniques. Illustration : Arnaud Abadie.
20 Sea(e)scape n°5 21 Sea(e)scape n°5
Histoire La course aux abysses
Gravure de la cloche de Halley créé en 1690. Illustration de Louis Figuier publiée dans Les
Merveilles de la science, 1867 - 1891, Tome 4.
aux fosses marines. La pression y est 1 100
fois supérieure à la pression atmosphérique
au niveau de la mer (3 150 kg/cm2), tandis
que la température y est d’environ 3° C.
C’est bien évidemment les fosses
océaniques qui ont attirés les océanographes,
dans un premier temps, puis les explorateurs,
et tout particulièrement la fosse des
Mariannes mentionnées plus tôt qui, dés sa
découverte « accidentelle » en 1875 par le
navire britannique Challenger, est le but
ultime guidant l’ensemble des développement
technologiques du siècle suivant qui
permettront à l’être humain d’atteindre de
telles profondeurs. Bienvenue dans la course
à la profondeur, bienvenue dans les abysses !
Les différents étages océaniques correspondant aux zones de vie des organismes benthiques et pélagiques.
Illustration (Creative Commons) : SuperManu.
Histoire La course aux abysses
22 Sea(e)scape n°5 23 Sea(e)scape n°5
pieds). Il garderont ce record mondial pendant
15 ans.
En 1960 on touche le fond
Tout comme la course à la Lune, la
suite de l’histoire est une course à la
profondeur entre la France/Belgique et les
États-Unis. A la grande différence de la
bathysphère, les nouveaux véhicules
d’exploration des profondeurs sont
autonomes et ne sont donc plus
physiquement reliés à un navire en surface.
Dans un premier temps, c’est le FNRS (fonds
de recherche scientifique), un organisme
public belge de recherche, qui démarre cette
course en finalisant en 1948 la construction
William Beebe (à gauche) et Otis Barton (à droite) posant à côté de la bathysphère (au
centre). Photo : U.S Federal Government, Domaine public.
en utilisant principalement des cloches à
plongeurs, les premier prototypes remontant
au XVIème siècle.
Les prémices de l’exploration profonde
débutent avec la bathysphère créé en 1928
par Otis Barton, un plongeur et inventeur
américain, et financé par William Beebe, un
naturaliste et explorateur également
américain. La bathysphère, dans sa version
finale, était une sphère en fonte de 1,4 mètres
de diamètre avec une paroi en acier épaisse
de 40 centimètres. Son poids était d’environ
1800 kilos. Elle comportait un hublot circulaire
de 38 centimètres de diamètre. Le câble en
acier reliant la bathysphère au navire de
William Beebe et Otis Barton :
les précurseurs de l’exploration
profonde
Toute course à un début et une fin
dans l’espace et dans le temps. En ce qui
concerne l’espace ce n’est pas compliqué : la
surface est le départ et la fin le fond de la
fosse de Marianne, le point le plus profond de
la Terre. S’il fallait situer le début de cette
course dans le temps, ce serait les premières
explorations profondes en bathyscaphe. Avant
cela, les plongées « profondes » se limitaient
à quelques dizaines de mètres de profondeur
Le bathyscaphe FNRS III exposé à Toulon près du port du Mourillon. Photo (Creative commons) : Yves Tennevin.
surface, long de 1 000 mètres, comprenait
également une ligne téléphonique permettant
aux occupants de la bathysphère de
communiquer leur observations à la surface.
Le 6 mai 1932, Beebe et Barton
embarquent dans la bathysphère pour sa
première descente habitée (après plusieurs
essais réussis à vide) aux large des
Bermudes. Malgré des entrées d’eau dès 90
mètres de profondeur et un court-circuit
électrique, les deux explorateurs atteignent la
profondeur de 243 mètres (800 pieds) et
établissent ainsi le record mondial de
profondeur pour des êtres humains. Deux ans
plus tard, le 15 août 1934, après de
nombreuses descentes et repoussant sans
cesse leur propre record de profondeur, ils
atteignent la profondeur de 922 mètres (3 028
Histoire La course aux abysses
24 Sea(e)scape n°5 25 Sea(e)scape n°5
à l’explorateur suisse Auguste Picard son
bathyscaphe le Trieste. Ce dernier a été
construit en 1953 en Italie avec des capitaux
suisses et italiens. Le 23 janvier 1960, après
une descente de 4 heures et 47 minutes, le
Trieste atteint la profondeur de 11 521 mètres
(plus tard révisée à 10 916 mètres) dans la
fosse des Mariannes avec à son bord le
suisse Auguste Picard et l’américain Don
Walsh. Malgré d’autres descentes profondes
de la marine nationale française, avec
notamment une plongée à 9 545 mètres de
profondeur en 1962 avec le bathyscaphe
Archimède, la prouesse du Trieste restera
inégalée pendant des décennies.
La course vers le point le plus profond
de l’océan est terminée et les américains en
sont les vainqueurs. Le Trieste et l’Archimède
réaliseront avec succès des dizaines de
plongées d’exploration au cours des années
qui suivirent, remontant à la surface des
connaissances inestimables au vu de notre
ignorance en qui concerne l’océan profond.
Le bathyscaphe le Trieste lors de
sa mise à l’eau pour des essais.
Source : Art collection, U.S. Naval
History and Heritage Command
website.
Histoire La course aux abysses
du bathyscaphe FNRS II (sa construction
ayant débuté en 1937 et mise en pause
durant la Seconde guerre mondiale). Après un
premier essai infructueux endommageant
l’engin en 1948, le FNRS II a été vendu à la
marine nationale française qui l’améliora et lui
donna le nom de FNRS III. Dans sa version
finale ce bathyscaphe de 16 mètres de long
pour un poids de 11 tonnes est équipé d’une
sphère en acier avec des parois de 15
centimètres d’épaisseur capable d’accueillir
deux personnes.
Le 15 février 1954, le FNRS III atteint
la profondeur de 4 050 mètres au large de
Dakar avec pour équipage les deux français
Pierre Willm et Georges Houot. Un nouveau
record du monde est ainsi établit, cependant
ce dernier ne va tenir que 6 ans.
En 1958, la marine américaine rachète
Le submersible Alvin dans
l’océan Atlantique en 1978.
Photo (domaine public) :
NOAA.
26 Sea(e)scape n°5 27 Sea(e)scape n°5
28 Sea(e)scape n°4
Entre exploration et exploitation
Le succès des bathyscaphes et la
validation de leur fiabilité avec des plongées
répétées à plusieurs milliers de mètres de
profondeur ouvre la voie à l’exploration
scientifique des abysses. Un nouvelle version
du Trieste voit le jour en 1964 et enchaîne des
centaines de plongées scientifiques jusqu’à sa
démobilisation en 1983. De son côté
l’Archimède fait de même avec 226 plongées
entre 1961 et 1974. Dès le milieu des années
1960, ce sont des véhicules entièrement
autonomes qui sont employés et non des
bathyscaphes capables de seuls mouvement
verticaux. C’est le règne des sous-marins.
L’un des plus connus de ces sous-
marins (dit de poche par opposition aux sous-
marins de guerre beaucoup plus grands) est
l’Alvin de la marine américaine, mis en service
en 1964. Ce submersible, toujours en servie,
peut embarquer deux scientifiques et un pilote
pour des plongées de 9 heures jusqu’à 4 500
m de profondeur. C’est une véritable légende
Une colonie de vers tubicoles sur la cheminées d’un
source hydrothermale. Photo (domaine public) : NOAA.
Histoire
La cheminée d’un fumeur noir à 3 300 mètres de profondeur dans le champ hydrothermal
de Logatchev sur la dorsale médio-atlantique. Photo (Creative Commons) : MARUM −
Zentrum für Marine Umweltwissenschaften, Universität Bremen.
(l’Institut français de recherche pour
l'exploitation de la mer) et assemblé à Toulon.
Il est capable d’intervenir jusqu’à 6 000
mètres de profondeur et embarque trois
personnes. Mis en service en 1984, il réalise
trois ans en plus tard (en 1987) une mission
sur l’épave du Titanic et participe à la
récupération de plus de 1 800 objets au cours
de 32 plongées. Le Nautile participe
également en 2002 à l’inspection de l’épave
du pétrolier Prestige coulé au large de la
Galice. En 2010, il est déployé lors de la
découverte d’une nouvelle dorsale active
dans l’océan Pacifique au large de Wallis et
Futuna.
Parallèlement aux missions
d’exploration décrites précédemment, qui sont
dédiées à la science, à la sécurité ou à
l’archéologie, l’exploration des abysses trouve
une motivation économique avec la possibilité
d’exploitation minière sur le plancher
océanique. Il est ici question de nodules
polymétalliques, des concrétions
principalement constituées de fer et de
manganèse ainsi que d’autres métaux tels
La proue de l’épave du Titanic
photographiée en 2004 par le ROV
Hercules. Photo (domaine public) : NOAA.
Histoire La course aux abysses
de l’exploration des abysses avec plus de 4
000 plongées à son actif. Parmi les
nombreuses mission réalisées avec l’Alvin,
l’une des plus remarquables est la découverte
des « fumeurs noirs », des sources
hydrothermales sous-marines, sur la dorsale
médio-atlantique en 1979. Cette découverte
bouleverse les connaissances en géologie et
en biologie marine avec notamment l’étude
des vers tubicoles colonisant les parois des
fumeurs noirs et vivant dans un
environnement sursaturé en dioxyde de
soufre, un composé hautement toxique pour
les autres formes de vies. Au final, c’est un
écosystème entier qui se révèle sous les yeux
des scientifiques de l’époque et qui continue à
fournir sont lot régulier de découvertes.
La seconde exploration, beaucoup
plus connue du grand public, est celle en
1986 de l’épave du Titanic reposant par 3 821
mètres de profondeur. Cette mission, dirigée
par l’océanographe américain Robert Ballard
a notamment permit de remonter des vidéos
sous-marines de l’épave. L’exploration de
l’épave du Titanic nous amène à parler d’un
second submersible très connu : le Nautile de
l’IFREMER.
Le Nautile est un sous-marin de 8
mètres de long mis au point par l’IFREMER
30 Sea(e)scape n°5 31 Sea(e)scape n°5
La maquette taille réelle du sous-marin Nautile exposée à
la cité des Sciences et de l’Industrie de la Vilette à Paris.
De nos jours, l’exploitation n’a pas encore
débuté mais plusieurs méthodes d’extraction
sont en cours de test : en utilisant des
bennes, par succion ou encore à l’aide
véhicules autonomes de prélèvement.
Quelque soit la méthode employée, il est
certain que chacune aura des effets terribles
sur la biodiversité des plaines abyssales. Au
passage, une biodiversité et des écosystèmes
dont nous ignorons presque tout.
Histoire La course aux abysses
que du cuivre, du nickel, du cobalt. A ce
cocktail de métaux déjà riche s’ajoutent des
éléments rares dans une moindre proportion
(baryum, titane). Ces nodules sont le fruit de
phénomènes géologiques menant à une
croissance lente de la concrétion de l’ordre du
centimètre tous les quelques millions
d’années.
Vous vous doutez bien qu’une telle
manne financière n’allait pas rester
inexploitée. La découverte des nodules
polymétalliques date de la fin XIXème siècle
(entre 1873 et 1876) lors des missions
océanographiques de la frégate Challenger
de la Royal Navy (c’est également avec cette
frégate que fut découvert la fosse marine du
même nom). Au milieu du XXème, le succès
des explorations profondes des premiers
submersibles met notamment en lumière
l’intérêt de l’exploitation industrielle des
nodule polymétalliques. Les premiers
consortiums miniers ayant pour but
l’exploration des gisements virent le jour au
États-Unis en 1962 et en 1974. Les années
suivantes des consortium nationaux et
internationaux se lancèrent également dans la
détection des gisements des précieux
nodules. Actuellement, 18 sociétés privées
disposent d’autorisations pour explorer les
fonds marins dans le Pacifique en vue de
l’exploitation des nodules polymétalliques dont
l’IFREMER pour la France.
32 Sea(e)scape n°5 33 Sea(e)scape n°5
Carte des aires d’exploration et de protection des fonds marins pour l’étude des nodules polymétalliques dans le
Pacifique dans la zone de Clarion Clipperton. Source : International Seabed Authority
(https://www.isa.org.jm/index.php/map/clarion-clipperton-fracture-zone).
Champs de nodules polymétalliques dans le
Pacifique équatorial photographié par le Nautile en
2004. Photo (Creative Commons) : Philweb.
humaines, de progrès techniques, de
découvertes scientifiques qui sont autant de
richesse pour notre espèce à la curiosité
insatiable Malheureusement, notre soif de
matières premières est également perpétuelle
et sera certainement à l’origine de la
destruction d’écosystèmes abyssaux dont
nous ne connaissons (et ne nous ne
connaîtrons) rien.
Comme dans l’espace, nos déchets
nous précèdent dans les abysses. Lors de
ses plongées en 2019, Victor Vescovo a
observé des déchets plastique dans la fosse
Challenger à 10 928 mètres de profondeur.
Rien à ajouter. Cette « découverte » parle
d’elle même.
Histoire La course aux abysses
américain James Cameron atteint la
profondeur de 10 898 mètres dans la fosse
des Mariannes. Il réalise cette descente en
solitaire à bord du Deepsea Challenger et
passe trois heures au fond de la fosse, un
record. Grâce aux observations et aux
échantillons prélevés avec le submersible, 68
nouvelles espèces marines ont été identifiées.
Un système d’imagerie 3D a également
permit de remonter des images permettant
l’étude à posteriori des espèces et des
formations géologiques rencontrées durant la
plongée. 52 années se sont ainsi écoulées
entre la première descente du Trieste en 1960
et celle du Deepsea Challenger.
Il ne faudra pas attendre autant
d’années pour que d’autres submersibles
redescendent au fond de la fosse Challenger.
En 2019 et en 2020 les expéditions
internationales Five Deeps et Ring of Fire,
dirigées par l’explorateur Victor Vescovo,
réalisent plusieurs plongées avec le sous-
marin DSV Limiting Factor. Des prélèvements
d’eau ont notamment été réalisés durant ces
plongées ainsi que des cartographies du fond.
Ces expéditions détiennent le record de
profondeur de plongée en submersible
habité : 10 927 mètres.
Nous arrivons enfin à la dernière
plongée en date réalisée par un submersible
habité dans la fosse des Mariannes (du moins
à la date de rédaction de cette article). Le 20
novembre 2020 le submersible chinois
Fendouzhe plonge à 10 909 mètres dans la
fosse Challenger. Cette descente historique
amorce un tournant dans l’exploration des
abysses, mettant ainsi fin à l’exclusivité
américaine des descente à ces profondeurs.
Si quelques vidéos de cette descente sont
disponibles en ligne, peu d’informations
précises ont filtré quant aux observations
réalisées et aux données recueillies. La télé
chinoise parle d’observations d’espèces et de
leur répartition mais aussi de l’étude des
matériaux présents au fond. A comprendre
des minerais dont l’exploitation serait
rentable...
34 Sea(e)scape n°5 35 Sea(e)scape n°5
Schéma du Deepsea Challenger. Illsutration
(Creative Commons) : Zuckerberg.
2020 : la Chine contre-attaque
Mise en pause durant les explorations
en submersible des chaînes hydrothermales
abyssales et des gisements de nodules,
l’appel des profondeurs de la fosse
Challenger refait surface (si vous me
permettez l’expression) en 2012. Le 26 mars
de cette année, le réalisateur et explorateur
Le sous-marin chinois Fendouzhe. Photo : IACAS.
Le mot de la Fin
L’espace ou l’océan, même combat !
Pourquoi les grandes puissances
économiques souhaitent retourner sur la
Lune ? Pour servir de base de lancement vers
Mars ? Pour l’exploration scientifique ? Pour
l’exploit technologique ? Oui, c’est certain.
Mais aussi à terme pour exploiter le sol
lunaire et en extraire les ressources minières.
Pourquoi depuis quelques années les
États-Unis et la Chine réalisent des plongées
dans la fosse des Mariannes ? Pour les
mêmes raisons qu’il programment des
missions lunaires. La conquête des abysses
se poursuit donc avec sont lot d’aventures
36 Sea(e)scape n°5
Reproduction d’un fumer noir
et des vers tubulaires vivant
autour dans le Muséum
d’Histoire Naturelle d’Ottawa
au Canada.Photo : Mike
Beauregard.
Carte bathymétrique de la fosse Challenger et sites d’immersion des différentes missions habitées. Source : Vlvescovo.
Glossaire
1
Plaque tectonique : fragment de la croûte terrestre délimitée par des failles, des rifts et des
dorsales. Les plaques entre en collision entre elles ou bien l’une passe par-dessus l’autre
(subduction).
Pour en savoir (beaucoup) plus
https://wwz.ifremer.fr/grands_fonds/Les-moyens/Les-engins/Les-bathyscaphes
https://fr.wikisource.org/wiki/Les_Merveilles_de_la_science/La_Cloche%C3%A0_plongeur_et_le_
Scaphandre
https://www.geo.fr/aventure/de-1872-a-aujourdhui-histoire-de-lexploration-des-abysses-197605
https://www.nationalgeographic.fr/environnement/un-sac-plastique-retrouve-dans-la-fosse-oceani
que-la-plus-profonde-du-monde
Histoire
Si je vous dit « Plougastel », qu’est-ce que ce mot
vous évoque ? Un des nombreux villages bretons
commençant par Plou ? Les fraises ? Rien ? Pour moi, ce
nom évoque mon site de plongée préféré de Bretagne.
Quand je dis préféré, je ne plaisante pas ! En 2 ans, j’ai
passé presque 48 heures sous l’eau à cet endroit en…
44 plongées. Pourtant, lorsqu’on arrive sur la plage pour
se mettre à l’eau, ce n’est pas l’endroit le plus
paradisiaque : pas de sable fin, pas de palmier ou de
paysage à couper le souffle, non juste une plage banale.
Mais c’est sous la surface que se cache le trésor de ce
site.
François Vandenbosch
La star du lieu, celui qu’on ne
manque pas de photographier
mais qui continue à garder une
part de mystère, j’ai nommé
l’hippocampe moucheté
(Hippocampus guttulatus).
Photo : Michel Guilerm.
Biologie La biodiversité marine de Plougastel
38 Sea(e)scape n°5 39 Sea(e)scape n°5
VISITE PLONGÉE DE PLOUGASTEL, PÉPITE
SOUS-MARINE DE LA BIODIVERSITÉ BRETONNE
Quatre écosystèmes
Entre 0 et 10 mètres en fonction de la
marée, on trouve quatre écosystèmes
différents dont le croisement permet à la
biodiversité d’exploser. Tout d’abord, des
rochers sur lesquels poussent de nombreuses
algues. Tantôt découpés, tantôt verticaux, ils
sont toujours remplis d’anfractuosités abritant
de nombreux petits organismes. Ensuite, les
étendues de sable marquées de rides,
formées par les vagues et les courants
marins. Dans ce désert de sable, on peut
tomber sur de grandes prairies de zostères,
refuge providentiel pour les alevins de
poissons ou les juvéniles de crustacés. A l’abri
sous la canopée1, ils peuvent grandir sans
trop se soucier des prédateurs avant
d’atteindre leur taille adulte. Un peu plus bas,
à perte de vue - de plongeur - le dernier
écosystème n’est pas le plus impressionnant :
A première vue, on peut penser que le fond
est recouvert de fragments dur et tordu, de
couleur rosée. En réalité, il s’agit d’un milieu
capital et protégé, le banc de maërl (à
prononcer comme l’oiseau, le merle). La
visibilité sur ce site est variable. Les mauvais
jours, éloignez-vous d’un mètre de votre
palanquée2 et vous serez perdu. Mais lorsque
les conditions sont bonnes, vous verrez les
herbiers 10 mètres avant de les atteindre. La
visibilité dépend de la quantité de plancton et
de l’intensité des pluies dont l’écoulement
apporte de nombreux sédiments. Dans cet
article, nous allons passer en revue les
différents milieux et donner quelques exemple
d’animaux que l’on peut rencontrer au fil de
l’exploration. Commençons par le milieu
rocheux.
Là où il n’y a pas de galets, les
falaises finissent directement dans la mer. Le
milieu rocheux se trouve donc à faible
profondeur, collé au rivage. Il se retrouve
même parfois émergé lors des grandes
marées. Cette faible profondeur permet un
éclairage important propice aux algues tel que
les sargasses (Sargassum muticum),
Bifurcaria bifurcata, les fucus pour les zones
les moins profondes, les ulves et une quantité
d’algues rouges filamenteuses qui
complexifient l’habitat par leur volume
important. C’est également l’endroit idéal pour
la faune fixée dont les représentants des plus
impressionnants sont les sabelles. Ces
annélides sédentaires se fabriquent un tube
en mélangeant des particules d’argiles à leur
mucus. Ils déploient ensuite à leur extrémité
leur panache de soies pour filtrer les
particules. Ces dernières sont ensuite
acheminées à la bouche par un ensemble de
cils mobiles agissant comme un tapis roulant.
Une fois que le bol alimentaire à traversé le
système digestif du vers, les excréments se
retrouvent à l’autre bout du tube dont la seule
sortie se trouve à son sommet. Pour les
évacuer, le ver possède tout le long de son
corps un sillon copragogue3 qui guide les
déjections vers le sommet du tube où elles
pourront être rejetées dans l’environnement.
En ouvrant bien les yeux, vous pourrez
tomber sur le petit nudibranche jaune et blanc
Limacea clavigera. Sur la pointe, la roche
tombe dans l’eau à la verticale sur quelques
mètres. Cette zone est découverte à marée
basse. Le substrat est recouvert de balanes
et de quelques grosses huîtres incrustées
dans le granit. La zone rocheuse est aussi
riche en faune mobile, notamment des étrilles,
des tourteaux, des galathées, de quelques
ormeaux, etc. Les gobies nageurs sont les
discrets lutins de ce milieu.
Les rochers cèdent leur place à une
zone sableuse, parfois vaseuse en raison du
limon charrié par les rivières. En pente douce,
ce milieu peut paraître mort mais la vie peut
se révéler à celui qui est assez observateur.
De nombreux dragonets-lyre (Callionymus
lyra) avancent par petits bonds. Les
Marthasterias glacialis, étoiles de mer très
répandue en Bretagne, parcourent avec
lenteur ces étendues désertiques à la
recherche de bivalves enfouis dans le
sédiment. En étant attentif, on peut parfois
apercevoir les siphons de ces derniers, les
deux trous dans le sable étant leur seul lien
avec la surface. Lorsque les trous sont plus
grand, il s’agit probablement d’un terrier
d’upogebie, crustacé entre une langoustine et
un homard, peu connues par les profanes et
novices. Plus rarement, le hasard peut nous
40 Sea(e)scape n°5
Biologie
La petite limacia (Limacia clavigera) se démarque pourtant bien des algues sombres dans
lesquelles elle habite, mais sa petite taille (moins de 2 centimètres) la rend invisible aux
plongeurs peu attentifs. Photo : François Vandenbosch.
43 Sea(e)scape n°5
mettre nez-à-nez avec une roussette en train
de dormir, une étoile-peigne (Astropectens
irregularis), le plus souvent enfouie sous une
faible couche de sable, une plie, une sole ou
encore une raie bouclée. La nuit, les étendues
sableuses deviennent un lieu de chasse
privilégié des rougets barbets qui fouillent le
sédiment à l’aide de leurs barbillons.
Dans cette zone de sédiments
meubles, on trouve à certains endroits un
herbier de zostères4
(Zostera marina). Cet
écosystème si important, qui est le pendant
atlantique des herbiers Méditerranée de
posidonie, reste un habitat fragile demandant
une attention particulière en terme de
protection et surtout de sensibilisation.
La bouche du spirographe, au centre des filaments, se trouve juste à côté de la sortie du sillon
copragogue par lequel sont évacués les excréments. Photo : François Vandenbosch.
Les galathées (Galathea strigosa) ont des couleurs vives
et complémentaires. Mais pour en profiter, il faut savoir
se glisser dans les crevasses les plus étroites. Les
galathées sont assez farouches. Leur vivacité et leur
corps aplatit leur permet de se mettre rapidement à l’abri.
Photo : Erwan l’Her.
La biodiversité marine de Plougastel
Les mouillages permettant l’amarrage
de petits bateau de plaisance sont certes
propices à la vie fixée, notamment grâce aux
corps-mort5
offrant un substrat sur lequel
s’installer. Cependant, les chaînes labourent
le substrat au gré des marées et empêchent
les zostères de pousser. Les mouillages plus
récents possèdent une bouée intermédiaire
qui maintient la chêne inférieure tendue,
l’empêchant de détériorer l’herbier. Ces
solutions sont évidemment assez
encourageantes. La zone côtière subit de
nombreuses pressions en raison de son
utilisation multiple : ancrage des bateaux de
plaisanciers, pêcheurs à la ligne, dépôt de
casiers par les pêcheurs professionnels,
claire va attirer les seiches femelles). Ils
possèdent une ou deux entrées évasées
permettant un passage à sens unique. Leur
présence est signalée en surface à l’aide
d’une bouée attachée à l’extrémité de la ligne.
Lors d’une plongée sur le maërl, nous
sommes tombés sur une de ces lignes de
casier. En remontant le bout, nous avons
trouvé de nombreuses seiches à l’intérieur.
Certaines structures métalliques avaient servi
de support de ponte pour les seiches elles-
même ainsi que pour des calmars.
Etoile-peigne (Astropectens irregularis), rarement vue en dehors du sable, est une étoile
de mer tout en délicatesse. Photo : François Vandenbosch.
planche à voile, pêche à pied, baignade et
j’en passe… Pour illustrer mes propos, je me
permet de vous partager deux anecdotes de
plongées.
La première concerne la pêche au
casier, particulièrement les casiers à seiche.
La méthode est fréquemment utilisée en rade
qui est un spot privilégié. Elle consiste à
lâcher depuis un bateau une corde (aussi
appelée « bout ») à laquelle sont attachés à
intervalle régulier des casiers contenant un
appât ou un morceau d’assiette (leur couleur
45 Sea(e)scape n°5
Heureusement que les coquilles des huîtres sont
plus claires que le granit dans lequel elles sont
incrustées. Cela permet de les voir, bien qu’elles
soient recouvertes de balanes. Photo : François
Vandenbosch.
La biodiversité marine de Plougastel
L’étoile de mer glaciale (Marthasterias glacialis) est recouverte de piquants
violet, eux même entourés de papules. Ce sont des excroissances cutanées
permettant les échanges gazeux. Enfin, on peut voir des petites pinces qui sont
des organes défensifs appelés pédicellaires. Photo : François Vandenbosch.
Petite roussette (Scyliorhinus canicula) se reposant
dans la zone rocheuse. Photo : François Vandenbosch.
Biologie
46 Sea(e)scape n°5
48 Sea(e)scape n°5
L’autre anecdote concerne la pêche à
la ligne. Il est fréquent de voir quelques
pêcheurs sur la pointe lorsque nous nous
mettons à l’eau. Bien que nous essayons de
faire notre possible pour éviter leurs lignes en
plongée, il m’est arrivé une fois, sans le
vouloir, de me faire « hameçonner ». La
plongée se déroulait normalement lorsque j’ai
senti que je dérivait lentement mais sûrement
vers la côte. Il est possible que le ressac nous
pousse dans cette direction, mais par à-coup.
Une fois la surprise passée, je donne
quelques coups de palmes avant que tout
redevienne normal. Ce n’est qu’au moment de
me déséquiper que je remarque un morceau
de poisson accroché à un hameçon coincé au
niveau de la robinetterie de ma bouteille…
Deux réflexions me viennent instinctivement :
« Heureusement que l’hameçon n’a pas percé
ma combinaison étanche ! » et « j’aurais
voulu voir la tête du pêcheur qui aurait
ramené un gros poisson ce jour là… »
Tout cela pour dire que le littoral doit
être partagée entre ses différents utilisateurs
dans un respect mutuel et un respect du
milieu. Sur ce dernier point, j’ai trouvé sur ce
Un casier à seiche bien rempli ! Photo : François Vandenbosch.
Biologie
La star du lieu, celui qu’on ne manque pas de
photographier mais qui continue à garder une
part de mystère, j’ai nommé l’hippocampe
moucheté (Hippocampus guttulatus). Photo :
Loïc Merret.
La biodiversité marine de Plougastel
spot de plongée un nombre impressionnant
de bouteilles de verre. Bien qu’elles soient
constituées de la même silice que le sable qui
les entourent, j’ai décider de ramasser toutes
celles que je trouvais pendant une plongée et
la récolte a été fructueuse. Pas moins de 17
bouteilles ! La mer n’est pas une poubelle et il
est important de le rappeler. Mais revenons à
nos herbiers !
49 Sea(e)scape n°5
Les herbiers de zostères
Parlons un peu de leur répartition. A
l’Ouest de la plage, dans l’anse, protégés des
courants, les herbiers forment des patches
d’une dizaine de mètres de diamètre avant de
suivre la pointe et de finir mélangés au maërl.
A l’est, après une zone sableuse assez large,
l’herbier forme une bande continue sans
interruption jusqu’à la plage suivante. De tels
herbiers sont fréquents en rade de Brest.
Les herbiers jouent un rôle essentiel
pour le fonctionnement de l’écosystème. En
plus de produire de l’oxygène et de stocker du
CO2, leur structure complexe attire de
Ponte de seiche (Sepia officinalis) accrochée à un brin de
zostère. Photo : Francois Vandenbosch.
Seiche (Sepia officinalis) à moitié enterrée dans le sable
sous l’herbier. Ainsi camouflée, elle pratique la chasse à
l’affût. Photo : Francois Vandenbosch.
Biologie
50 Sea(e)scape n°5
nombreux alevins qui profitent de la protection
offerte par le couvert végétal pour grandir à
l’abri des prédateurs. C’est une véritable
nurserie ! Il n’est pas rare de trouver des
œufs de seiches directement accrochés sur
les zostères. Au printemps et dans le courant
de l’été, en raison de l’augmentation de la
luminosité, l’herbier est envahi par des algues
vertes filamenteuses opportunistes.
L’abondance de nutriments leur permet une
croissance rapide pour prendre le pas sur les
autres espèces. Cependant, leur durée de vie
est assez courte et ces algues disparaissent
dès l’automne. Rappelons tout de même que
la zostère n’est pas une algue mais bien une
plante au même titre que le chêne ou la
marguerite. Cela implique qu’elle peut, tout
comme sa cousine de Méditerranée,
développer les fleurs pour la reproduction
sexuée. Bon, je vous l’annonce avant que
vous soyez déçu mais il s’agit de petites fleurs
vertes et discrètes, donc pas de quoi en faire
un bouquet. Cependant, la reproduction
asexuée par clonage est la plus courante.
Mais la star du site est sans conteste
l’hippocampe moucheté. Ce poisson étrange,
placide et même difforme par rapport aux
poissons pélagiques, éveille les passions
chez l’être humain. Chevaux des mers, la
rencontre avec l’un d’eux est un véritable
objectif de plongée et on ne peut s’empêcher
d’être fasciné par cet étrange animal.
Le maërl
Venons-en au dernier écosystème que
l’on peut rencontrer à cet endroit, et pas des
moindres, le banc de maërl. Le maërl est un
groupe de différentes espèces d’algues rouge
calcaires avec un aspect branchus
(Phymatolithon calcareum), parfois sphérique
(Lithophylum dentatum), qui peut faire penser
au corail. Il s’agit cependant bien d’un végétal
à 100% dont seule la couche la plus externe
est vivante. On le rencontre recouvrant les
substrats meubles à faible profondeur. Ce
faisant, les cellules profitent au maximum de
la lumière pour grandir et effectuer la
photosynthèse. Avec une croissance annuelle
très faible de l’ordre du millimètre, le maërl a
été utilisé par les agriculteurs au siècle passé
pour amender4 les sols. Protégé depuis, il
continue cependant à faire face à d’autres
menaces telle que l’explosion de crépidules,
espèce invasive apportée par les eaux de
ballast et dont la reproduction rapide peut
étouffer les bancs de maërl.
Ce milieu est abondant en petit
crustacés (Galathea squamifera),
gastéropodes et annélides, ce qui en fait un
écosystème riche où les prédateurs peuvent
trouver leur bonheur. Les pêcheurs rapportent
qu’il n’est pas rare de voir des bancs de
dorade royale (Sparus aurata) parcourir ces
étendues. C’est également un endroit parfait
pour trouver une variété de nudibranches
(Aplysia punctata, Doris pseudoargus,
Jorunna tomentosa, Atagema gibba, etc.) ou
de très nombreux œufs de raies. Ce milieu
possède parfois des traces d’activités
humaines plus ou moins bénéfiques : ligne de
casier pour pêcher les seiches et les dorades,
blocs de béton abandonnés qui hébergent
des serpules et des holothuries, bouteilles de
bière ou encore des entremêlât de cordes
prisés par les seiches et les calmars.
Il est également possible de tomber
sur des sortes de chapeaux chinois grillagés
et troués sur le dessus, soit individuellement
posés sur le fond, soit attachés en série d’une
dizaine. Il s’agit de collecteur de naissain6
utilisé dans l’ostréiculture. Et cela nous
permet d’enchaîner sur le sujet des pétoncles
noires (Mimachlamys varia). Ces dernières
étaient très abondantes en Rade de Brest.
Cependant, en raison d’une forte pression de
pêche, elle s’est faite assez rare. L’écloserie
du Tinduff a mené une expérience afin de voir
si il était possible de la cultiver. Des
collecteurs de naissain ont donc été placés
non loin du site de plongée afin d’attirer des
populations naturelles et de les récolter alors
qu’elles mesurent moins d’un centimètre. Les
collecteurs que l’on aperçoit en plongée sont
très probablement perdus mais ils offrent un
support à un tas d’animaux, notamment des
holothuries qu’on ne rencontre qu’à cet
endroit.
Cependant, ils savent se faire discrets.
Se laissant balancer au même rythme que les
zostères, il faut des yeux avertis pour éviter
de passer à côté. Chez les hippocampes,
c’est le mâle qui porte les petits ! A la fin du
printemps, on peut voir leur ventre distendu
par la poche contenant les juvéniles. Une fois
libérés, ils sont indépendants et se
nourrissent de plancton. Les adultes préfèrent
les mysis, ces petites crevettes pélagiques
nageant en groupe dans les algues. Bien que
plus rare, l’espèce Hippocampus
hippocampus (Hippocampe à museau court)
est également présente sur le site. La
différence entre les deux espèces n’est pas
évidente à faire en plongée mais des photos
peuvent aider.
Comme nous l’avons dit plus haut,
l’herbier est très riche et on ne peut pas le
limiter aux hippocampes. Lors de mes
nombreuses plongées, il m’a été donne de
croiser une sole et une anguille. Beaucoup
plus fréquentes, les seiches et les roussettes
qui chassent dans la forêt impénétrable de
zostères sont accompagnées par les
araignées, les étrilles, des macropodes et
autres crustacés marcheurs. La nuit, il est
courant d’observer les rapides calmars,
lorsqu’on ne trouve pas leurs bouquets
d’œufs en journée.
Doris blanc à couronne d’or (Diaphorodoris alba)
parmi les algues. Photo : Erwan l’Her.
Biologie La biodiversité marine de Plougastel
52 Sea(e)scape n°5 53 Sea(e)scape n°5
Exemple de cordage que l’on peut trouver sur le maërl
et qui est recouvert de faune fixée (ici, principalement
des ascidies). Photo : Francois Vandenbosch.
Illustration de collecteur à naissain utilisé dans la culture de la
pétoncle noire. Photo : Francois Vandenbosch.
Jorunna blanche (Jorunna tomentosa) se préparant
à une longue journée sur le maërl. Photo : Francois
Vandenbosch.
La biodiversité marine de Plougastel
55 Sea(e)scape n°5
Glossaire
1
Canopée : Couverture végétale formée par le
sommet de plantes, souvent des arbres.
2
Palanquée : Groupe de plongeur ayant le
même parcours et les mêmes caractéristiques
de profondeur et de temps.
3
Sillon copragogue : sillon ventral présent
chez les annélides sédentaires ayant comme
fonction de guider les déjections de l’animal
en dehors de son tube.
4
Zostère : plante à fleur aquatique se
développant à faible profondeur sur un
substrat meuble dans les eaux tempérées.
5
Corps-mort : Lest utilisé pour fixer une chaine
et une bouée. Il s’agit couramment d’un bloc
de béton.
6
Naissain : groupe de juvéniles de mollusques
fixés à un substrat. Terme utilisé surtout pour
les espèces faisant l’objet de cultures
marines.
Pour en savoir (beaucoup) plus
Les pétoncles noires :
https://archimer.ifremer.fr/doc/1985/acte-6538.
pdf
Les écosystèmes marins bretons :
https://archimer.ifremer.fr/doc/00311/42243/41
811.pdf
Le mot de la Fin
Plougastel est vraiment un lieu unique,
peu profond et très accessible pour tout les
niveaux. Pour découvrir sa richesse, il faut
réapprendre à prendre son temps et à ouvrir
ses yeux, deux qualités qui vous permettront
de profiter pleinement de votre plongée. Bien
sûr, il n’y a pas que les petits organismes.
Certains sont tombés nez-à-nez avec Randy
le dauphin (voir article sur la rade de Brest),
un Saint-Pierre ou un phoque pour citer
quelques rencontres exceptionnelles.
La nature est à côté de chez vous.
Cela a l’air trivial mais j’ai pu me rendre
compte que de nombreuses personnes n’en
était pas forcément conscientes. Au printemps
2019, j’ai présenté une série de photos
réalisées sur ce site de plongée à l’occasion
de la fête de la nature à Plougastel. Lors de la
journée, de nombreuses personnes étaient
étonnées de découvrir tous ces animaux
parfois très colorés, d’autant plus lorsque je
leur disait que ces photos avaient été prises à
moins de 10 kilomètres. Nombreux étaient les
visiteurs qui pensaient qu’on ne trouvait ces
animaux qu’en Méditerranée. J’ai retiré deux
enseignements de cette expérience : d’une
part, quel que soit notre niveau, il est toujours
possible de sensibiliser d’autres personnes à
la conservation des écosystèmes et d’autre
part, il n’est pas nécessaire de parcourir des
centaines de kilomètres pour découvrir la
nature.
Pour terminer, je voudrais rappeler que
nous ne sommes pas les seuls à profiter des
richesses de la mer. D’autres personnes ont
des loisirs ou même un emploi en lien avec la
mer. Il est important d’en être conscient et, au
moins, de les respecter.
56 Sea(e)scape n°5
Biologie
Seiche (Sepia officinalis) en manœuvre d’intimidation d’un prédateur
(en l’occurrence, le photographe qui ne lui voulait pas de mal). Photo :
Francois Vandenbosch.
Pendant très longtemps la surface des océans a été
un mur infranchissable, préservant les secrets des fonds
marins du regard de l’être humain. Depuis les premières
mesures de profondeur avec une simple corde à nœuds,
les techniques de cartographie récentes permettent
désormais de connaître la nature des fonds marins avec
précision. Après avoir dévoilé les richesses géologiques
du relief sous-marin, les sondeurs acoustiques sont
désormais capables de cartographier les habitats marins.
Les dernières avancées permettent même d’obtenir une
vision photographique du fond grâce à la
photogrammétrie, ou encore de cartographier les fonds
littoraux depuis l’espace. Venez découvrir le dessous des
cartes marines et l’importance de ces dernières dans les
domaines de l’exploration, de l’exploitation et de la
protection des fonds marins.
Arnaud Abadie
Exemple de cartographie moderne en trois dimensions des
fonds marins et de la nature des fonds. Comment en est-on
arrivé à une vision si détaillée du plancher des océans ?
Réponse d’ans l’article ! Source : https://cartosub.seaviews.fr/
Technique La cartographie sous-marine
58 Sea(e)scape n°5 59 Sea(e)scape n°5
LA CARTOGRAPHIE SOUS-MARINE :
CONNAÎTRE LE FOND À FOND
Au départ, une simple corde
La cartographie des fonds marins est
un vaste domaine incorporant de nombreuses
thématiques comme la bathymétrie (mesure
de la profondeur), la géologie, l’écologie et
l’archéologie. Aujourd’hui, à chaque
thématique correspond un équipement et/ou
une technique de traitement des données
spécifique. Cependant, à l’origine, les
préoccupations et l’outillage étaient beaucoup
moins complexes.
Depuis les premières utilisations
d’embarcations par l’être humain au
néolithique, la connaissance de la profondeur
des espaces navigués est un élément
primordial permettant la bonne circulation des
biens et des personnes. Avec le commerce
maritime qui s’intensifie dès l’Antiquité, et se
poursuit au Moyen-Age, pouvoir mesurer la
Modèle de sonde à plomb permettant de mesurer la profondeur depuis une navire.
Source : 1858 book Physical Geography of the Sea by Matthew Fontaine Maury.
60 Sea(e)scape n°5
Technique La cartographie sous-marine
La carte bathymétrique de la pointe bretonne de
Jean Guérard publiée en 1627. Source : BNF.
profondeur des eaux côtières avec des
moyens du bords est indispensable aux
marins afin d’éviter l’échouage et le naufrage.
La technique d’alors consiste à utiliser un
poids (le plus souvent en plomb) placé à
l’extrémité d’une corde avec des graduations
de distance (par exemple la coudée ou la
brasse) matérialisées par des nœuds. Le
poids peut être pourvu d’une cavité ou enduit
de graisse animale (du suif) pour recueillir un
échantillon du fond marin et en connaître sa
nature (sédiment, roche, herbiers, algues). La
technique de mesure est simple : laisser
couler le plomb jusqu’au fond en comptant les
graduations qui défilent. Lorsque le fond est
atteint, l’opérateur sent une secousse et
enregistre la mesure. Ensuite, soit le plomb
est largué au fond, soit il est remonté à bord.
61 Sea(e)scape n°5
Dès le XIIe siècle, ces informations
sont compilées en instructions nautiques pour
permettre l’approche de la côte par les
navires, en localisant notamment les écueils
rocheux et les bancs de sable. La méthode du
sondeur à plomb a cependant ses limites et
n’est pas appropriée pour les grandes
profondeurs au dessus de quelques centaines
de mètres. Pendant plusieurs siècles, la
profondeur de l’océan est considérée comme
littéralement insondable, certains avançant
qu’il n’a pas de fond (d’où le terme abysse).
Cette conclusion allait d’ailleurs dans le sens
de certaines convictions religieuses et de la
conception de la morphologie du monde. Les
premières grandes navigations océaniques au
XVe et XVIe siècle remettent en question la
forme de la Terre (qui devient un globe et non
chimiques des océans, mais également aux
fond marins, à leur nature et à leur
profondeur. L’une des plus connues est celle
du navire britannique l’HMS Challenger (1872-
1876) qui réalisa notamment des mesures
bathymétriques à grande profondeur dans le
Pacifique et découvrit le point le plus profonde
de la planète : la fosse des Mariannes. Son
exploration est une autre histoire… Si les
motivations à mesurer la profondeur des
océans provenait en partie de la soif de
connaissances scientifiques, de nombreuses
campagnes hydrographiques ont été menées
à cette époque dans des buts plus
pragmatiques et dirigés par des intérêts
économiques comme la pose de câble de
télécommunication dès 1850.
La carte bathymétrique de la Manche de Philippe Buache publiée en 1752, l’une des premières utilisations
des isobathes pour représenter la topographie des fonds marins. Source : BNF.
Malgré cet important effort
d’acquisition de données océanographiques
sur une grande partie des océans de la
planète, les connaissances des fonds marins
restent parcellaires. Dans le domaine de la
cartographie des fonds, cela est
principalement dû à la technique de mesure
de la profondeur qui finalement n’a que très
peu évoluée depuis l’Antiquité. C’est une
révolution technologique qui va venir
bouleverser l’exploration et la cartographie
des fonds marins : l’acoustique sous-marine.
Technique La cartographie sous-marine
plus une galette), et par la même occasion la
morphologie des fonds marins. Cependant, si
l’océan ne semble plus avoir une profondeur
infinie, il reste impossible de faire des
sondages sur les fonds abyssaux pour en
connaître la profondeur maximale.
Malgré la limitation des capacités de
mesure, l’hydrographie, ou la discipline
scientifique s’intéressant à la topographie des
étendues d’eau, se développe tout de même
au cours du XVIIe et du XVIIe siècle avec
l’apparition des premières cartes de
profondeur en se restreignant aux zones
côtières. En 1627, le cartographe français
Jean Guérard produit une carte bathymétrique
62 Sea(e)scape n°5 63 Sea(e)scape n°5
de la pointe bretonne. C’est également durant
cette période (1752), que les premières cartes
figurant des courbes de niveau reliant les
points de sonde de valeur égale (isobathes)
sont employées pour représenter la
topographie du fond, avec la carte de la
Manche du cartographe français Philippe
Buache.
Ce n’est qu’au XIXe siècle que
l’exploration du fond des océans s’accélère
fortement avec la réalisation de plusieurs
campagnes océanographiques majeures sur
tous les océans de la planète. Ces
campagnes s’intéressent non seulement aux
espèces marines et au paramètre physico-
Le HMS Challenger. Source : NOAA.
classification des fonds, mise au point dans
les années 1990, a évolué quelques années
plus tard jusqu’à permettre de cartographier la
végétation marine. Selon la fréquence du
sondeur, il est possible de pénétrer plus ou
moins profondément dans le sédiment et ainsi
d’obtenir une imagerie acoustique du sous-sol
marin sous la forme de sonogrammes1. La
principale limite de cette technologie, que ce
soit pour les mesures bathymétriques ou la
classification des fonds, est sa très faible
couverture surfacique s’apparentant plus à
des lignes de mesure qu’à des aires
cartographiées intégralement.
Le sonar à balayage latéral permet
d’obtenir une image du fond en nuances de
gris. Il fonctionne sur le même principe
émetteur/récepteur que le sondeur
monofaisceau, à la différence que
Exemple de relevé d’un sondeur monofaisceau avec la détection, des poissons dans la colonne d’eau et de la
végétation sous-marine. Source : IFREMER.
ranging) à partir de 1942 par analogie au
terme radar (radio detection and ranging).
L’ensemble des efforts de recherche en
acoustique sous-marine durant les deux
guerres a abouti à la mise au point des
premiers sondeurs monofaisceau (precision
depth recorders ou PDR), et au
développement de sonars latéraux à la fin des
années 1950.
Le sondeur monofaisceau fonctionne
sur le principe de l’émission d’un signal
acoustique d’une fréquence donnée vers le
fond sur un unique faisceau (d’où son nom)
qui est ensuite réfléchi par le fond. Le temps
de retour de ce signal permet de mesurer la
profondeur. Les propriétés du signal réfléchi
par le fond permettent d’en déterminer la
nature et plus particulièrement les faciès
sédimentaires. Cette technique de
La révolution de l’acoustique
sous-marine
L’histoire moderne de l’acoustique
sous-marine débute au début du XXe durant
la Première Guerre mondiale avec la mise au
point par Paul Langevin d’un transducteur
piézo-électrique pour la détection acoustique
active de sous-marins. Ce système de
mesure a été développé sous la direction
franco-britannique du Allied Submarine
Technique La cartographie sous-marine
Patrouille anti-submersibles du HMS Anthony dans le
détroit de Gibraltar en 1944. Un opérateur sonar utilise
un ASDIC pour détecter les sous-marins ennemis.
Photo (Domaine Publique) : R G G Coote/Royal Navy.
Detection Investigation Committee ou ASDIC,
terme qui sera par la suite repris pour
désigner les systèmes de détection
acoustique actifs. S’en suit durant l’entre-
deux-guerres une période de développement
intense de systèmes acoustiques actifs et
passifs ainsi que la théorisation de la
propagation des ondes acoustiques en milieu
aquatique. Ces recherches sont
principalement menées par des laboratoires
américains dont les systèmes acoustiques
sont nommés sonar (sounding navigation and
64 Sea(e)scape n°5 65 Sea(e)scape n°5
Il est possible de déployer simultanément plusieurs équipements acoustiques. Source : IFREMER.
Interprétation d’une image sonar sur un fond marin de Méditerranée (Corse). Source :
Arnaud Abadie.
Technique La cartographie sous-marine
66 Sea(e)scape n°5 67 Sea(e)scape n°5
l’émission/réception se fait latéralement
depuis un « poisson » tracté par un navire.
Selon la nature du fond (roche, sédiment),
l’intensité du signal réfléchi en fonction de
l’angle d’incidence variera et permettra de
générer l’image acoustique. Cette technologie
a initialement été développée pour détecter
des épaves et des mines sur les fonds
marins. Depuis les années 1990, les images
du sonar à balayage latéral sont également
employées pour cartographier les habitats
marins à grande échelle.
Une nouvelle technologie acoustique
est développée durant la deuxième moitié du
XXe siècle et fait en quelque sorte la synthèse
du sondeur monofaisceau et du sonar à
balayage latéral : le sondeur multifaisceaux
(SMF). Comme son nom l’indique, il
fonctionne grossièrement comme un sondeur
monofaisceau mais permet d’avoir une large
couverture surfacique grâce à son nombre
multiple de faisceaux (plusieurs centaines sur
les modèles les plus récents). Les premiers
SMF font leur apparition à la fin des années
1970s. La première campagne a lieu en 1975
avec un sondeur « Bo’sun » de 21 faisceaux
pour une portée maximum de 800 m. En
1977, la portée du SMF Sea-Beam est testé
jusqu’à 6000 m de profondeur par le CNEXO
(futur IFREMER) au large des côtes
armoricaines.
Le fonctionnement du SMF repose sur
le principe des faisceaux croisés.
Généralement, l’émission de l’onde
acoustique se fait dans un faisceau large
transversalement et étroit longitudinalement.
La réception, quant à elle, est réalisée grâce à
un algorithme de formation de voies, dans un
lobe étroit transversalement et large
longitudinalement. L’intersection entre le
faisceau d’émission et le faisceau de
réception correspond à la zone du fond
insonifiée (cartographiée). La mesure est ainsi
réalisée sur une multitude de points répartis le
long d’une ligne perpendiculaire à la
trajectoire du navire.
Limité dans ses premières utilisations
à la réalisation de mesures bathymétriques, le
SMF a régulièrement évolué au cours des
années qui ont suivi sa création, avec
notamment la capacité d’obtenir des images
de la réflectivité du fond à la fin des années
1980 et des images acoustiques de la
colonne d’eau au début des années 2000.
L’ensemble de ces données permet de nos
jours d’obtenir une cartographie complète des
fonds grâce à l’utilisation d’algorithmes
permettant de détecter les différents habitats
des fonds marins, ainsi que d’étudier l’activité
biologique de la colonne d’eau tout en
disposant de mesures bathymétriques d’une
précision centimétrique.
A ce jour, l’acoustique sous-marine est
le seul moyen de cartographier le fond des
océans quelque soit la profondeur. Les
abysses n’échappent pas à ces puissants
outils de détection et la carte bathymétrique
mondiale est désormais très complète.
Cependant, de nouvelles techniques
aéroportées de cartographie ont été
développées au cours des dernières
décennies avec pour but d’étudier les fonds
littoraux.
Prendre de la hauteur pour
cartographier le fond
Depuis la fin du XIXe siècle, nous
avons les moyens de prendre des clichés
aériens grâce à l’utilisation de montgolfières
et plus tard d’avions. Ces premières
photographies aériennes sont une manne
pour étudier la topographie, l’urbanisme et le
paysage. Plus globalement, c’est un nouveau
moyen de cartographier à grande échelle les
territoires. Cette pratique a gagné en efficacité
avec l’avènement de l’informatique puis de la
photographie numérique pour traiter les
clichés aériens. Les images aériennes ainsi
produites sont nommées
« orthophotographies » car elles sont
rectifiées géométriquement en prenant en
compte la topographie du terrain
photographié. Dans les années 1980, le large
réseau satellite a permis d’augmenter
l’échelle d’étude tandis que la résolution de
leur imagerie ne cesse d’augmenter.
Récemment, un nouveau bond dans la
technique s’est produit avec l’utilisation
Exemple de traitement des données du sondeur multifaisceaux permettant de dévoiler le relief du fond marin et d’en
cartographier les habitats. Source : Seaviews.
généralisée des drones aériens il y a une
dizaine d’années. S’il est assez intuitif de
comprendre l’utilité de telles photographies
pour le milieu terrestre, qu’en est-il pour le
milieu marin ?
L’utilisation de photographies
aériennes pour cartographier le milieu marin
est fortement liée à la turbidité de l’eau et à la
profondeur. Elle se limite donc aux zones
littorales et aux habitats marins que l’on peut
y observer : roche, sable, herbiers, récifs
coralliens. Dans les eaux les plus claires, il
est possible de détecter des habitats marins
jusqu’à environ 15 mètres de profondeur. Il
est également possible d’utiliser des images
infrarouge pour discriminer la végétation
marine (plantes, algues) de la roche et du
sédiment. Des logiciels informatiques
permettent le traitement de ces images de
façon semi-automatisée en utilisant des
68 Sea(e)scape n°5 69 Sea(e)scape n°5
Technique La cartographie sous-marine
Principe de fonctionnement du sondeur
multifaisceaux. Source : Seaviews.
Principe de fonctionnement du lidar terrestre (rouge) et du lidar bathymétrique (vert). Source : Lague et al. (2016).
Orthophotographie aérienne d’une partie du littoral des
Côtes d’Armor en Bretagne. Plusieurs habitats marins
sont identifiables sur cette image comme le sable, la
roche et les herbiers sous-marins. Source : IGN.
algorithmes d’analyse d’images et depuis
quelques années l’intelligence artificielle. Le
principal avantage de cette technique de
cartographie est la large échelle spatiale
d’étude tout en conservant une résolution
élevée (de l’ordre de quelques mètres à
quelques décimètres). La limite majeure est le
pas de temps entre les acquisitions à grande
échelles de telles images qui nécessite
l’utilisation d’un avion. Le drone aérien permet
de palier en partie à ce problème en
permettant des réaliser des
orthophotographies à échelle plus réduite
pour un coût bien inférieur. En France, des
campagnes par avion ont lieu environ tous les
trois ans et ces images sont librement
visualisables sur la plateforme web de l’IGN (
https://www.geoportail.gouv.fr).
Afin d’aller plus loin dans la découverte
des fonds marins depuis les airs, un autre
moyen optique est disponible : le lidar
bathymétrique. La technologie du lidar (light
detection and ranging) repose sur l’utilisation
d’un émetteur/récepteur laser pour relever la
topographie d’un terrain en mesurant le temps
que met un rayon émis et réfléchit par le sol à
revenir sur le capteur. Le lidar dit
« bathymétrique » utilise quant à lui des
longueurs d’onde lumineuse vertes (par
opposition au laser rouge en milieu terrestre)
pour pouvoir pénétrer la surface de l’eau et
atteindre le fond marin.
Finalement, cette technique fonctionne
sur le même principe que les ondes
acoustiques à la différence que le lidar
bathymétrique est limité par la turbidité de
l’eau, tandis que l’acoustique sous-marine ne
l’est pas. Les données obtenues sont donc de
même nature que celles obtenues avec
l’acoustique : des données bathymétriques et
de l’imagerie en nuance de gris de la
réflectivité du fond. Les mêmes traitements
permettant de cartographier les habitats
marins peuvent ainsi être transposés. Ces
deux techniques sont parfaitement
complémentaires, le lidar permettant d’obtenir
Technique La cartographie sous-marine
70 Sea(e)scape n°5 71 Sea(e)scape n°5
des données dans des zones peu profondes
où les méthodes acoustiques sont très
coûteuses. La réalisation de campagnes de
levé par lidar requièrent cependant des
moyens matériels très coûteux. Dans le futur,
la miniaturisation du matériel permettra
certainement de réaliser ces campagnes avec
des drones et non systématiquement avec
des avions. En France, une grande partie du
littoral de Métropole et d’Outre-Mer a été
cartographiée au lidar pour fournir un modèle
continu terre/mer dans le cadre du
programme Litto3D du SHOM (Service
Hydrographique et Océanographique de la
Marine). Ces données sont librement
accessibles ici : https://data.shom.fr/.
reproduire le relief d’un paysage grâce aux
deux images produites par chacun de nos
yeux. Pour reproduire avec des photos ce que
notre cerveau réalise de façon automatique
avec notre vue, des calculs géométriques
(dont certains sont très complexes) sont
nécessaires. Pour faire simple, les calculs
photogrammétriques se basent sur
l’identification de points homologues entre
deux images et une suite de calculs vectoriels
permettant de replacer les points homologues
dans l’espace. A l’issue de ce processus, un
nuage des points remarquables en 3D est
obtenu et permet de générer notamment deux
types de produits fort utiles dans l’étude des
biotopes marins : une mosaïque
photographique et un modèle 3D photo-
texturé.
Les applications de la
photogrammétrie en milieu marin sont
nombreuses : archéologie, inspection,
topographie, biologie, tourisme pour ne citer
que les plus courantes. Depuis quelques
années, les habitats marins de Méditerranée
sont de plus en plus fréquemment
cartographiés et étudiés avec cette technique.
Parmi eux, les prairies formées par la plante
marine Posidonia oceanica (la posidonie) le
long de nos côtes méditerranéennes révèlent
des informations inédites sur leur structure
spatiale dans les trois dimensions et la
richesse de l’alternance de biotopes des
fonds marins.
Pour se rendre compte de la
puissance d’observation fournie par la
photogrammétrie, il faut savoir que les
méthodes classiques de cartographie des
herbiers (principalement avec des sondeurs
acoustiques) ont une résolution, au mieux, de
l’ordre du décimètre ou du mètre. Les
mosaïques photographiques issues de la
photogrammétrie ont quant à elle une
résolution centimétrique voire millimétrique.
Grâce à cette haute définition, il est possible
depuis une petite dizaine d’années, cela est
possible sous l’eau grâce à l’avènement de la
photogrammétrie sous-marine.
Mais tout d’abord, la photogrammétrie
qu’est-ce que c’est ? Pour faire simple, c’est
une technique de mesure utilisant la parallaxe
entre différente photographies pour
reconstituer le relief de la scène
photographiée (par exemple un paysage, un
monument, une sculpture). En fait, la
photogrammétrie fonctionne sur le même
principe que notre vision stéréoscopique. Par
exemple nous sommes capables de
Doris blanc à couronne d’or (Diaphorodoris alba)
parmi les algues. Photo : Erwan l’Her.
Exemple de reconnaissance des habitats marins sur des données lidar en utilisant un algorithme mettant
en lumière le relief du fond. Source : Seaviews.
Technique La cartographie sous-marine
72 Sea(e)scape n°5 73 Sea(e)scape n°5
Les fonds marins en très haute
définition grâce à la
photogrammétrie
A ce stade de l’article vous devez
certainement penser que ces moyens de
télédétection ont l’air très performants, mais
pourquoi ne pas utiliser directement des
photographies des fonds marins, que l’ont
assemblerait pour avoir une immense
mosaïque éliminant tout doute sur ce qui se
trouve sur le fond des océans ? Et bien,
Modèle 3D photo-texturé
d’un récif corallien de
Guadeloupe généré par
photogrammétrie.
Source : Arnaud Abadie.
Mosaïque d’orthophotographies sous-marines d’un herbier de posidonies en Méditerranée. Source : Seaviews.
Technique La cartographie sous-marine
74 Sea(e)scape n°5 75 Sea(e)scape n°5
non seulement d’identifier la totalité des
habitats et des substrats (herbier feuillu,
herbier non feuillu, dépôts de feuilles mortes,
sédiments,), mais aussi d’identifier certaines
espèces fixées ou peu mobiles inféodées à la
prairie de posidonies (oursins, holothuries,
grandes nacres, autres plantes et algues
marines).
Bien évidemment, la photogrammétrie
a des limites qui résident principalement dans
la petite taille des zones cartographiées (de
l’ordre de l’hectare) quand les techniques
acoustiques permettent de mesurer des
dizaines de kilomètres carré. Nulle doute que
dans les années à venir les limites de la
photogrammétrie seront repoussées grâce
aux progrès techniques.
Le mot de la Fin
Ce court article ne fait qu’introduire la
thématique de la cartographie sous-marine.
Les techniques et les équipements évoluent
sans cesse à une vitesse qui s’accélère
depuis une quinzaine d’années. Une
formidable palette d’outils est à la disposition
des scientifiques et des gestionnaires du
milieu marin selon leur capacité financière, la
taille de la zone et le sujet à étudier ainsi que
la résolution des données désirée. Il faut
cependant garder à l’esprit la mesure de notre
ignorance de la nature des fonds marins, car
la grande majorité des cartographies réalisées
concerne les eaux littorales. Les grands fonds
gardent tous leurs mystères, la surface de la
Lune et de Mars étant mieux connue que celle
de nos océans.
Pour en savoir (beaucoup) plus
http://expositions.bnf.fr/lamer/arret/index13.htm
https://www.amhydro.org/assets/files/Chapitre-3.pdf
Abadie A, Viala C (2018) Le sondeur multifaisceaux en hydrographie : utilisations actuelles et futures.
XYZ 157: 17-27
Abadie A, Boissery P, Viala C (2018) Georeferenced underwater photogrammetry to map marine
habitats and submerged artificial structures. The Photogrammetric Record 33 (164): 448-469
Le mot de la Fin
1
Sonogramme : représentation utilisée pour
l'analyse spectrale des sons selon une
graduation de couleur, en fonction de la
fréquence et du temps, respectivement portés
en ordonnée et en abscisse.
La bathymétrie en trois dimensions permet de
détecter la limite des différents habitats marins
comme ici dans la baie de Calvi en Corse.
Source : Seaviews.
Remplir avec de l’eau des carrières de
pierres une fois que leur exploitation est
terminée n’est pas nouveau. Cependant, les
belges ont élevé cette pratique à un tel niveau
qu’elles sont devenues la principale attraction
subaquatique du pays. Sous l’eau il fait froid, il
y a peu de lumière mais la biodiversité y est
toujours très surprenante. Entre les espèces
naturellement présentes, celles introduites
volontairement et celles qui sont invasives,
chacun de ces petits trous d’eau, dont la
profondeur peu tout de même dépasser 50 m,
constitue un véritable paradis pour les
naturaliste. Et c’est sans compter sur la
quantité ahurissantes d’objets, de véhicules et
de statues immergées par les gérants des
carrières.
François Vandenbosch
Biologie La vie subaquatique des carrières belges
76 Sea(e)scape n°5 77 Sea(e)scape n°5
ODE NATURALISTE AUX CARRIÈRES
BELGES SUBMERGÉES
Les sterlets (Acipenser ruthenus) introduits dans les
carrières belges sont très curieux et peu craintifs
car ils sont souvent nourris par les plongeurs.
Photo : Arnaud Abadie.
Pourquoi les carrières belges ?
Le plat pays n'est pas spécialement
tourné vers la mer. Bien qu'il ne soit pas
dépourvu de ports importants tel quel
Zeebruge et surtout Anvers, deuxième plus
grand port d'Europe, les territoires marins
belges restent très limités : moins de 100 km
de trait de côte, du sable, du sable et encore
du sable et une profondeur maximale de 40
mètres. De plus, l’eau est chargée de
sédiments et de particules apportés par
l’Escaut. Enfin, la circulation maritime est
importante : les eaux territoriales accueillent
des dispositifs de séparation du trafic avec
des couloirs de navigations parfaitement
définis. Au niveau biologique, les seuls points
d’intérêts où se concentrent les espèces sont
quelques épaves ou les piliers des éoliennes
offshore sur lesquels seuls les scientifiques
plongent. Malgré les 224 espèces recensée
sur ces substrat durs artificiels, aucune
espèce végétale n’a été recensée en zone
subtidale, en raison de l’absence de lumière
La carrière de Floreffe sous la glace en
plein hiver. Photo : Arnaud Abadie.
suffisante. Pour satisfaire leur curiosité, les
naturalistes ont tout de même de quoi faire
mais en restant au sec. La côté belge est en
effet encadrée par deux réserves naturelles,
chacune collées aux frontières nationales.
Côté français, un complexe dunaire de 340 ha
forme la réserve naturelle du Westhoek
(depuis 1957) et présente une grande
diversité floristique et faunistique. Au
printemps, on peut croiser de nombreuses
espèces d'orchidées. Côté hollandais, la
réserve Ornithologique du Zwin est constituée
d'un estuaire où des espèces migratrices
viennent faire une halte. Côté flore, on peut
notamment y trouver la salicorne, grande
habituée des slikkes1. Dans ces deux
réserves, des sentiers balisés sont
aménagés, ce qui permet à tout un chacun de
profiter de ces espaces naturels. Cependant,
pour trouver de véritables pépites aquatiques,
il faut rentrer dans les terres et aller à la
rencontres des carrières abandonnées.
Une diversité de formes
Lac artificiel, carrières de sable, de
marbre ou de pierre, chaque trou rempli d'eau
est unique et possède ses propres
caractéristiques. La profondeur des carrières
en Belgique est variable en fonction du site.
Les carrières de sable de Flandre (nord de la
Belgique) sont généralement peu profonde
(20 mètres au maximum). Le lac de la Plate
Taille descend jusqu’à 30-35 mètres et les
autres carrières de pierre ont une profondeur
variable, entre 30 et 50 m. Le fond des
carrières est rarement intéressant. Souvent
plongé dans l'obscurité, c'est en général à cet
endroit que s’accumule la vase.
Les carrières sont des vases clos. En
dehors d’un lien avec la nappe phréatique qui
s’infiltre dans la roche poreuse, la seule
arrivée d’eau correspond à la pluie. Le niveau
d’eau est donc généralement stable et
dépend principalement de cette nappe
phréatique. Les exemples les plus marquants
sont la carrière de Rochefontaine et la
carrière de Lillé. L’eau de la carrière de
Rochefontaine est encore pompée pour faire
fonctionner la marbrerie toujours en activité à
côté de la carrière. Lors d’étés
particulièrement secs, le niveau d’eau avait
baissé de plusieurs mètres En ce qui
concerne la carrière de Lillé, le niveau d’eau
baisse sensiblement depuis des années.
Enfin, il y a le cas spécial de la Plate taille. Il
s’agit d’un lac artificiel créé suite à la
Biologie La vie subaquatique des carrières belges
78 Sea(e)scape n°5 79 Sea(e)scape n°5
Le lac de l’Eau d’Heure issu du barrage du
même nom. Photo : Arnaud Abadie.
mais aussi très discret, le silure glane (Silurus
glanis). Ce poisson ne peut se rencontrer que
dans quelques carrières spécifiques et les
individus belges ne sont pas aussi
impressionnants que leurs cousins français,
géants du Rhône, du Tarn, de la Dordogne ou
de la Garonne pour ne citer que ces fleuves.
Néanmoins, voir sa bouille moustachue
émerger de l’obscurité à la sortie d’un nuage
de vase fait tout de même son petit effet,
même si l’animal en question mesure moins
d’un mètre. Les rencontres avec cet animal
sont relativement rare. En effet, cet animal
nocturne préfère se cacher la journée. Et il y
en a rarement plus d’un par carrière.
Si l’on continue avec les poissons, il y
a trois autres prédateurs qui sont très
fréquent : les perches (Perca fluviatilis),
présentent dans chaque trou d’eau et qui font
partie des meubles, le brochet (Esox lucius),
également très bien représenté mais plus
discret en raison de son camouflage et de sa
technique de chasse à l’affût dans les algues
et enfin l’élégant Sandre (Sander lucioperca),
tout argenté et moins fréquent. Ces derniers
effet, le trou passe à travers une couche
géologique riche en fossiles du pliocène (-5 à
-2 millions d’années). On trouve notamment
des bivalves, des gastéropodes et, avec
beaucoup de chance, quelques dents de
requins fossiles.
Haut lieu de la biodiversité
Passons maintenant à ce qui vit dans
ces carrières. Commençons par le plus grand,
Silure glane (Silurus glanis). Photo : Alain Peeters.
Biologie La vie subaquatique des carrières belges
80 Sea(e)scape n°5 81 Sea(e)scape n°5
construction d’un barrage hydroélectrique. Si
les vannes sont ouvertes, le niveau d’eau
peut baisser de plusieurs mètres également,
malgré son énorme surface.
Autre conséquence liée à cet
environnement cloisonné, l’absence de
courant , en dehors du Lac de la Plate taille
où un courant peut être ressenti lorsque les
vannes du barrage sont ouvertes. Certaines
carrières, comme celle de Villers-les-deux
églises, a recourt à de l’air comprimé pour
créer une circulation d’eau. Une pompe
envoie de l’air sous pression dans un tuyau
dont l’extrémité est percée à intervalles
régulier, créant ainsi un rideau de bulles qui
entraîne l’eau depuis les profondeurs vers la
surface. Cela a pour effet d’améliorer la clarté
de l’eau.
L’absence de courant et l’immobilité
des masses d’eau entraîne forcément
l’apparition de thermoclines2 très marquées.
La plus impressionnante se trouve dans la
carrière de Dongelberg (à prononcer
Donjelbert ou Donguelbergue), à une
cinquantaine de kilomètres de Bruxelles. Si
les 8 premiers mètres suivent les
températures saisonnières, à partir de 10
mètres, l’eau est à 4°C. Ce phénomène peut
s’expliquer assez facilement. Au fond de la
carrière, il y a une source dont l’eau remonte
dans la carrière pour s‘équilibrer avec les
nappes phréatiques. Cette source naturelle
n’est pas chauffée et libère donc de l’eau à
4°C. Cette thermocline1 marquée a un autre
effet saisissant : dans la couche superficielle,
le phytoplancton donne tout ce qu’il a et se
développe en quantités astronomiques. Une
fois la thermocline passée, l’eau devient plus
claire mais toute la lumière a été filtrée par les
micro-organismes.
Un autre endroit où la thermocline est
saisissante est la carrière de sable d’Ekeren,
près de la ville portuaire d’Anvers (le ’s’ n’est
pas muet). Les côtés de la carrière tombent
en pente douce mais son centre prend la
forme d’un trou aux parois verticales. De
nouveau, la température dans ce trou est de
4°C. A noter que dans cette carrière, il est
possible de trouver des fossiles marins. En
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Sea(e)scape n°5 - webzine

  • 1. Sea(e)scape Science et photographie subaquatique N°5 10 questions à Line Le Gall La course aux abysses La biodiversité marine de Plougastel La cartographie sous-marine La vie subaquatique des carrières belges L’ancrage dans les herbiers de posidonies La vie marine du large
  • 2. Édito Les fans de Burger Quiz auront reconnu l’empreint de la formulation de l’émission, qui permet cependant d’exposer clairement la question de la motivation principale se cachant derrière toute grande aventure humaine de la découverte de son environnement, que ce dernier soit terrestre, spatial ou marin. Généralement, si l’exploration précède l’exploitation, l’inverse se vérifie très rarement. Penchons-nous donc sur le milieu marin (comme par hasard), et plus particulièrement sur la course aux abysses (racontée dans ce numéro) qui débouche aujourd’hui sur la mise au point de méthodes d’extraction minière à plusieurs milliers de mètres de profondeur. Il est clair que la principale motivation des premiers explorateurs des abysses est le pure exploit humain, scientifique et technique. Cependant, comme la conquête de l’espace, la course à la plongée la plus profonde se teinte de démonstrations de force politique par les États qui n’hésitent pas à impliquer leur marine nationale dans la logistique des missions d’exploration durant la Guerre Froide. Encore aujourd’hui les personnes qui montent dans les sous-marins pour aller à 10 000 mètres de profondeur ont rarement la motivation de l’argent. Malheureusement, ceux finançant ces missions ont d’autre intérêts en tête. L’exploration des abysses commence aujourd’hui à céder la place à l’exploitation qui elle repose sur des enjeux économiques et politiques. Actuellement, l’exploitation des zones abyssales à un niveau industriel n’a pas encore démarré mais il est à prévoir que des destructions écologiques difficilement mesurables auront lieu à grande échelle sur le plancher océanique. Il faut également garder à l’esprit que cette future exploitation aura pour but de répondre à notre appétit toujours grandissant pour le matériel technologique nécessitant des minerais rares (dont l’ordinateur avec lequel j’écris cet édito est composé). Donc pour répondre à la question je dirais les deux, même si dans un monde idéal la seule aventure humaine et scientifique devrait nous suffire. Après ce constat pragmatique, il nous Exploration, exploitation ou les deux Sea(e)scape n°5 Édition Arnaud Abadie arnaud.abadie@seaescape.fr Elles/Ils ont participé à ce numéro : Line Le Gall, François Vandenbosch, Leslie Bissey, Alain Peeters, José Utge, Michel Guilerm, Erwan l’Her, Loïc Merret. Vous souhaitez partager vos connaissances sur les milieux auquatiques et publier un article dans Sea(e)scape ? Une seule adresse : contact@seaescape.fr Retrouvez plus d’articles et de photos sur www.seaescape.fr Ce document est la propriété de Sea(e)scape et deArnaudAbadie. Il est partagé sous la licence Creative Commons – Attribution-NonCommercial - NoDerivatives 4.0 International. Il ne peut donc pas être modifié ni utilisé à desfinscommerciales. La totalité des photos publiées dans Sea(e)scape est la propriété de leur auteur. Toute reproduction ou utilisation estinterdite. Photo de couverture : Coucher de soleil au large des côtes françaises de Méditerranée–LeslieBissey est toujours permit de nous émerveiller de la biodiversité subaquatique aux travers des articles de François Vandenbosch sur Plougastel et les carrières belges ainsi qu’avec le sublime portfolio de Leslie Bissey sur les rencontres sous-marines au large de la Méditerranée. Si la végétation marine vous passionne je vous recommande chaudement la lecture de l’interview de Line Le Gall, chercheuse spécialiste des algues au Muséum national d’histoire naturelle. Ce numéro vous parle également de nos activités destructrices du milieu marin avec un article sur l’impact de l’ancrage dans les herbiers de posidonies. Enfin, si vous vous demander comment nous sommes capable de mesurer la profondeur des océans et la nature des fonds marins, un article entier est dédié à la cartographie sous-marine. Merci de lire Sea(e)scape et bienvenue sous la surface ! Arnaud Abadie 2 Sea(e)scape n°5 3 Sea(e)scape n°5 Comme cette marcassite terrestre, les nodules pollymétalliques des plaines abyssales renferment de nombreux métaux précieux dont l’exploitation industrielle est à l’étude. Photo (Creative commons) : Géry Parent.
  • 3. Sommaire 10 QUESTIONS À LINE LE GALL LA CARTOGRAPHIE SOUS-MARINE P 8 P 18 LA COURSE AUX ABYSSES LA BIODIVERSITÉ MARINE DE PLOUGASTEL P 38 P 58 LA VIE SUBAQUATIQUE DES CARRIÈRES BELGES P 76 PORTFOLIO : LA VIE MARINE DU LARGE P 92 L’ANCRAGE DANS LES HERBIERS DE POSIDONIES P 104 4 Sea(e)scape n°5 5 Sea(e)scape n°5
  • 4. Les auteur(e)s François Vandenbosch Ayant commencé la plongée à l’âge de 8 ans après avoir regardé les films de Cousteau, François obtient son Master d’Océanographie (2013) à l’Université de Liège en Belgique. Il a travaillé dans le milieu de la recherche scientifique, de l’aquariologie et comme plongeur professionnel. Passionné du monde aquatique et des espèces qui le peuple, il a pour objectif de transmettre sa passion en partageant ses expériences et ses photographies. Leslie Bissey Leslie Bissey est océanologue et plongeuse scientifique. Après un début de carrière en Asie du Sud-Est pour Creocean, Leslie devient indépendante et travaille avec de nombreuses structures allant du bureau d’études aux laboratoires, fondations et universités. Parcourant de nombreux océans et mers pour ses missions, Leslie se passionne pour la photographie et l’image. Riche de nombreuses rencontres de personnes engagés pour un avenir plus durable, elle fonde WeOcean en 2017 et achète un voilier de 42 pieds pour le mettre à disposition du projet. C’est alors l’occasion de se lancer pleinement dans un projet alliant l’image, les sciences et la pédagogie autour du milieu marin. Arnaud Abadie Arnaud Abadie est un biologiste marin et photographe subaquatique spécialisé dans les écosystèmes de Méditerranée. Il est ingénieur de recherche dans le bureau d'étude Seaviews spécialisé dans la cartographie sous-marine et les études environnementales. Arnaud est le fondateur de Sea(e)scape et l'un de ses contributeurs régulier. 6 Sea(e)scape n°5 7 Sea(e)scape n°5
  • 5. Les algues, bien que présentes dans nos vies de tous les jours, n’ont pas toujours bonne réputation : marées vertes toxiques, mousse compacte rejetée sur les plages, matière gélatineuse dans les eaux croupissantes ou encore masse glissante recouvrant les rochers. Qu’est-ce qui t’a amené à leur dédier ta vie professionnelle et pourquoi les algues sont-elles géniales ? Effectivement, tu présentes là un des deux extrêmes du ressenti par rapport aux algues. Cependant, il y a d’autres personnes qui sont complètement « hype » avec les algues : ils se les mettent sur la peau comme cosmétiques, ils les mangent en compléments macrobiotiques1 , ils les considèrent comme les aliments du futur qui vont sauver l’humanité de la famine, … Entre ces deux extrêmes, il y a très peu de discours modérés sur ce que sont les algues. En ce qui concerne mon parcours, j’ai commencé à travailler sur les algues car elles étaient à la croisée de mes passions : la biologie végétale et la biologie marine. Les algues se sont imposées à moi comme une évidence. Ce qui sauve les algues, c’est qu’elles sont extrêmement belles. En herbier ou sous le microscope, ce sont de véritables dentelles qui s’offrent à nos yeux. De plus, elles ont des couleurs spectaculaires. On va avoir les algues vertes, rouges, brunes, et tout un camaïeu de teintes intermédiaires. Elles ont donc pour elles leur beauté et c’est ce que j’essaye d’utiliser pour les mettre en avant car elles sont souvent laissées pour compte des politiques de gestions et de conservations du milieu naturel. Les mesures de conservations nécessitent de suivre les espèces et les algues ne sont pas faciles à identifier, et donc très peu prises en compte. Elles sont nettement moins bien considérées que les végétaux terrestres dans les études de conservation. Est-ce que tu connais une algue qui est dans la liste rouge UICN de France? Non. Voilà, CQFD. Dans les documents d’objectifs, dans les mesures de gestion des espaces naturels protégés, il n’est jamais question d’algues. Les phanérogames marines sont parfois mentionnées car leur 8 10 questions à... Line Le Gall identification est plus aisée. Il faut donc parler des algues et j’essaye de le faire, notamment en mettant en avant leur côté esthétique. Tu fais partie de nombreux groupes scientifiques, tels que la société phycologique de France ou le conseil scientifique du MNHN entre-autre. A quoi servent ces organisations et quelle est leur contribution aux progrès de la sciences ? Tout ceci a trait à la gouvernance de la recherche. Il faut faire émerger et mettre des priorités dans les actions de recherches car on peut faire de la recherche scientifique sur pleins de sujets. C’est au sein de ces conseils que l’on va essayer de donner la priorité à certains sujets en définissant les critères qui serviront à mettre en place une politique de gouvernance de la recherche. Une fois que les priorités ont été trouvées, la communauté scientifique se structure pour réaliser des études qui sont le plus souvent le fruit d’un travail en équipe. De nos jours, on ne fait plus la recherche tout seul dans son coin. Tu es chargée de conservation de l’herbier national. Peux-tu nous expliquer de quoi il s’agit, quelles sont les missions de l’herbier national et quelles sont les contraintes de conservations des algues ? L’herbier national possède environ un demi-million de spécimens d’algues d’une grande diversité puisqu’il héberge des cyanobactéries, des micro-algues et un grand nombre de macro-algues qui représentent la majorité du volume des collections. Il y a une importante diversité dans le format de ces collections. Les macro algues, et même certaines micro-algues, sont conservées sous forme d’herbier c’est à dire une algue collée sur une feuille de papier. La particularité des algues, c’est qu’elles collent au papier lorsqu’elles sèchent. Il faut donc les mettre directement en place sur leur support définitif. Habituellement, pour les plantes supérieures, le séchage est réalisé entre deux feuilles de Line Le Gall Professeure au Muséum National d’Histoire Naturelle (MNHN), Line Le Gall est passionnée par les algues, leur diversité et leur histoire évolutive. Très active sur le terrain, toujours à la recherche de nouveaux spécimens, elle est également très impliquée dans le partage des connaissances à travers différents comités, regroupements ou journaux scientifiques dans le domaine. Avec Denis Lamy, elle a co-écrit Algues, étonnants paysages publié en 2019. Cet ouvrage richement illustré fait le point sur leur diversité et les menaces qui pèsent sur les algues. Propos recueillis par François Vandenbosch Sea(e)scape n°5 9 Sea(e)scape n°5
  • 6. papier journal. Pour les algues, on va être obligé de les positionner directement sur la feuille qui servira de support dans l’herbier ad vitam æternam. L’idée des collections, c’est de constituer une vitrine de la biodiversité. Celle- ci pouvant être présente à différentes échelles, les collections sont surtout organisées autour de la diversité des espèces, l’objectif étant de rassembler un représentant pour le plus grand nombre d’espèces possible. Cette démarche, même si elle est prépondérante, n’est pas l’unique. Certaines collections s’intéressent à mettre en évidence la variabilité autour d’une espèce donnée. Dans ce cas, plusieurs échantillons d’une même espèce ont été collectés. Les échantillons de la collection servent aussi à la description des espèces. En systématique2 , et en taxonomie3 en particulier, le type porte-nom4 constitue une sorte de mètre-étalon pour chaque nouvelle espèce ; il s’agit d’un spécimen qui sert de modèle à la description, et qui est conservé 10 questions à... 10 Sea(e)scape n°4 Roche sous-marine avec une couverture algale rase. Photo : José Utge. Planche de l’herbier national. Source : MNHN.
  • 7. dans une collection afin d’être disponible pour la communauté scientifique. Les enjeux de conservation des collections portent surtout sur la préservation des supports. L’essentiel de nos collections datent du 19ème siècle et il y a parfois des soucis avec les papiers de cette époque qui sont acides. Ils vont se tacher, voire se trouer. On a également beaucoup de collections en lames. Ici, les enjeux sont de pouvoir identifier les lames, repérer les spécimens sur les lames qui correspondent généralement à un prélèvement du milieu naturel qui est hétérogène. Enfin, il y a toute une catégorie de spécimens conservés dans des liquides divers et variés, notamment du formol. Ce produit ayant de nombreux risques pour la santé et des impacts importants sur l’environnement, on essaye de s’en passer aujourd’hui en le substituant par d’autres conservateurs moins toxiques. Dans tes sujets de recherches, tu utilises autant l’approche génétique que morphologique pour l’identification des espèces. En quoi les deux approches sont complémentaires pour une compréhension globale de la diversité, de l’évolution et de l’écologie des espèces ? En tant que systématicienne, mon objectif est d’étudier la dynamique de la biodiversité à l’échelle globale. Pour ce faire, je mobilise des outils de la systématique moléculaire entre-autre. L’idée, c’est de pouvoir comparer les données de séquençage de fractions de l’ADN avec des données morphologiques. Je cherche à trouver un faisceau convergent d’indices basé sur différentes sources de caractères qui constitue une preuve scientifique pour délimiter les espèces. Au delà de l’identification des espèces, je m’intéresse aussi à la compréhension de la fonction de ces espèces au sein de l’écosystème. Pour ce faire, j’ai contribué à la mise en place d’une base de données de traits dont la variabilité permet de caractériser chaque espèce. Parmi les traits, il y a par exemple ceux liés au cycle de vie tout comme la présence (ou l’absence) de calcification ou la durée de vie d’un individu (espèce annuelle vs pérenne). Tout cela va fortement influencer le fonctionnement de chaque espèce au sein d’un écosystème, donc cela fait aussi partie de mes centres d’intérêts. La science, c’est aussi un travail sur le terrain. Combien de temps passes-tu en moyenne sur le terrain au cours d’une année et quels sont les principaux outils que tu utilisent ? J’ai la chance de participer à des missions pour aller explorer la diversité des algues. Comme je te l’ai dit, je m’intéresse à ce sujet au niveau global, ce qui me conduit à me déplacer quasiment des pôles jusqu’à l’équateur, dans l’hémisphère nord et sud. Les algues sont des organismes photosynthétiques qui ont besoin de lumière pour vivre. On les trouve donc dans la zone photique5 dont la profondeur varie en fonction de la clarté des eaux. Généralement, cela va de quelques mètres quand l’eau est très turbide, à une petite centaine de mètres quand les eaux sont très transparentes. Il y a évidemment des exceptions avec des organismes décris dans les Bahamas jusqu’à 273 m mais la plupart du temps, il n’y a plus d’algues en dessous de 100 m. J’utilise très régulièrement la plongée sous-marine pour aller collecter les espèces subtidales6 . Dans les zones présentant des marées, je peux aller sur le terrain à pied pour collecter les espèces intertidales. L’avantage de la plongée sous-marine, c’est qu’elle permet d’aller explorer toute la zone dans laquelle les algues poussent. De plus, la réglementation française a changé en mai 2019, permettant l’usage des recycleurs7 dans le cadre de la plongée professionnelle. Du coup, alors que nous étions limités à 50 m avec un classe 2 mention B [ndlr : diplôme de scaphandrier], nous pouvons maintenant intervenir jusqu’à 100 m grâce aux recycleurs. Je me suis récemment formée au classe 3 mention B pour pouvoir mettre en œuvre des plongées profondes et pour pouvoir explorer Récolte d’échantillons sur les algues de Méditerranée colonisant la roche. Photo : José Utge. 12 Sea(e)scape n°5 10 questions à...
  • 8. les fonds marins jusqu’à 100 mètres. Je pense qu’il y a vraiment deux grands avantages à l’utilisation du recycleur. Tout d’abord, le temps passé sous l’eau n’est plus limité par les bouteilles mais par notre physiologie : c’est le froid, l’envie de faire pipi, ou la faim qui nous font maintenant sortir de l’eau. On peut donc travailler et explorer beaucoup plus tranquillement, plus sereinement. Enfin, on peut facilement utiliser des mélanges gazeux enrichis en oxygène et en hélium qui font qu’on est beaucoup moins narcoser. Ainsi, c’est beaucoup plus agréable, efficace et sécuritaire de travailler. Par quel moyen le MNHN contribue-t-il à l’inventaire de la biodiversité ? Le MNHN a toujours eu une longue expérience d’expéditions. J’ai la chance de contribuer, au sein de l’équipe dont je fais partie (Exploration, espèces et évolution), à faire perdurer ce savoir-faire . On organise de grandes expéditions à travers le monde qui ont pour objectif de mutualiser un grand nombre de moyens. Ainsi, nous pouvons explorer un large nombre de taxons de manière simultanée. On a une expérience internationalement reconnue sur le benthos, notamment les crustacés, les mollusques et les algues. 10 questions à... Quel est ton El Dorado des algues, ton endroit favori pour aller sur le terrain ? C’est une question difficile ! Je pense que c’est surtout la diversité des milieux qui me fascine plus qu’un seul milieu. Cela dit, si j’en avais un à choisir, je pense que les champs de laminaires sont vraiment l’écosystème que je trouve le plus fantastique. Les champs de maerl8 sont absolument fascinants aussi. Je trouve le coralligène9 en Méditerranée très coloré et fabuleux. Il y a pas mal de milieux qui sont assez magiques mais voilà, si il ne fallait en choisir qu’un, ce serait évidemment les champs de laminaires. J’aime beaucoup aller plonger entre les stipes de Laminaria hyperborea car c’est un vrai paysage de « forêt » dans lequel on flotte entre les troncs. Selon toi, est-ce que les algues vont gagner de l’importance dans nos sociétés dans l’avenir ? Quels sont les menaces qui pèsent sur elles ? Il y a beaucoup de programmes à l’heure actuelle qui visent à utiliser davantage les algues. Il faut savoir qu’au niveau de la biodiversité, les algues ne forment pas du tout un groupe homogène. Ce sont vraiment des groupes qui ont eu des histoires évolutives très différentes. Le résultat est que les différentes espèces d’algues vont avoir des molécules très différentes les unes des autres. C’est une richesse qui est déjà exploitée et le sera d’avantage à l’issue des programmes de recherche en cours. Le principal soucis avec les algues, c’est qu’elles poussent entre 0 et 100 m de profondeur maximum. A l’échelle de la planète terre, cela comprend uniquement l’environnement côtier qui représente à l’échelle de la terre, un fil le long des continents. Il s’agit d’une distribution linéaire et non pas surfacique. Toute exploitation va avoir des conséquences écologiques fortes. Je ne pense pas que l’on arrivera un jour à récolter des quantités d’algues comparables à ce que l’on peut récolter sur terre où l’on peut avoir des champs immenses. La culture sur filière doit 14 Sea(e)scape n°4 15 Sea(e)scape n°4 Récolte d’échantillons en Bretagne dans les forêts de laminaires. Photo : Wilfried Thomas. forcément être attachée au fond ce qui est possible uniquement sur le plateau continental. Les algues n’ont généralement que de faibles capacités de dispersion. De plus, les algues ne peuvent s’installer que sur un substrat dur. Les endroits propices au développement des algues peuvent donc être représentés par une ligne pointillée. Les algues n’ont pas forcément la capacité de sauter d’un substrat dur à l’autre si l’espace entre deux points est trop grand. Dans le chapitre « Art et science » du livre que tu as co-écrit, tu parles des Exsiccata. Pourrais-tu nous expliquer ce qui se cache derrière ce mot latin un peu barbare ? C’est une pratique qui consiste à distribuer des algues sous la forme d’un ouvrage, à mi chemin entre un herbier et un livre. Les auteurs d’Exsiccata récoltaient entre 50 et 100 spécimens identiques qu’ils faisaient sécher. Ensuite, ils réunissaient ainsi un certain nombre d’algues qu’ils numérotaient avant de les distribuer à différentes personnes. Les exsiccata sont très riches de notre point de vue car ce sont de vrais spécimens sur lesquels on peut faire des études morphologiques, et éventuellement génétiques même si ces dernières ne marchent pas super bien. Quelle est ton algue préférée et pourquoi ? Je ne vais pas prendre une espèce en particulier mais un grand groupe. Je suis absolument fasciné par les corallines. Ces algues rouges calcifiées présentent une grande diversité. Ce sont les grandes championnes de l’algologie. On retrouve dans ce groupe les espèces les plus profondes (le 273 m que je te citais auparavant, c’était une coralline) mais aussi les plus vieilles (certains spécimens on près de 800 ans) et les plus diversifiées avec plus de 600 espèces actuellement décrites (c’est aussi un groupe bien connu pour abriter beaucoup de diversité cryptique10). Enfin, c’est un groupe Line Le Gall
  • 9. cosmopolite [ndlr : se dit d’une espèce présente dans toutes les parties du monde] car les corallines ont des rôles importants dans les écosystèmes côtiers depuis l’équateur jusqu’aux pôles. Glossaire 1 Macrobiotique : philosophie et pratique alimentaire issue des enseignements de Georges Ohsawa qui introduit le principe du Yin et du Yang via l’alimentation. 2 Systématique : discipline des sciences naturelles qui a pour objet d’inventorier tous les organismes vivant existant ou ayant existé. 10 questions à... 16 Sea(e)scape n°4 17 Sea(e)scape n°4 3 Taxonomie : discipline des sciences naturelles qui a pour objet de décrire la diversité des organismes vivants en les regroupant dans des entités appelées « taxons » afin de les identifier, les décrire, les nommer et les classer. C’est une sous- discipline de la systématique. 4 Type porte-nom : spécimen reconnu par les codes de nomenclature (zoologique et botanique) comme l’étalon objectif de référence pour un taxon donné. 5 Zone photique : gamme de profondeur dans laquelle la quantité de lumière est suffisante pour que la photosynthèse se produise. 6 Subtidale : z0one située en dessous de la zone de battement des marées et qui n’est donc jamais émergée. Découvrir les travaux de Line Page de l'annuaire du Museum : https://isyeb.mnhn.fr/fr/annuaire/line-le-gall-2591 Présentation sur le site de la fondation de la biodiversité : https://www.fondationbiodiversite.fr/membre/line-le-gall/ Présentation de son livre : https://www.delachauxetniestle.com/livre/algues Interview vidéo : https://www.youtube.com/watch?v=2FlXuxy2QeY Line Le Gall 7 Recycleur : équipement respiratoire de plongée sous-marine fonctionnant en système fermé et qui recycle l’air expiré par le plongeur en ajoutant de l’oxygène afin de le rendre à nouveau respirable et en complexant le dioxyde de carbone expiré à de la chaux. 8 Maërl : algue rouge calcaire formant des bancs. 9 Coralligène : écosystème sous-marin caractérisé par l’abondance d’algues rouges calcaires formant des concrétions comparables aux récifs coralliens. 10 Diversité cryptique : diversité d’espèces uniquement visible par le biais des analyses génétiques. Exsiccata du Muséum national d'histoire naturelle. Photo : Line Le Gall. Line Le Gall récoltant des échantillons en recycleur. Photo : José Utge.
  • 10. LA COURSE AUX ABYSSES QUAND ? COMMENT ? POURQUOI ? Moins connue que la course à la Lune, la course aux abysses présente pourtant de nombreuses similitudes avec l’exploration spatiale moderne. Cet article se concentre sur l’histoire moderne de l’exploration sous-marine des abysses qui a démarré au début du XXème siècle et se poursuit encore aujourd’hui avec la récente performance des chinois dans le Pacifique. Bienvenue dans le bathyscaphe de Sea(e)scape qui descend dans le temps et dans les profondeurs des océans pour vous faire découvrir cette aventure humaine hors norme, qui n’a rien à envier à l’exploration spatiale. Vous allez vous rendre compte que, comme une grande partie de l’exploration humaine, celle-ci est principalement motivée par des raisons politiques et économiques. Arnaud Abadie « J’ai dit que le cratère sous-marin rejetait des laves, mais non des flammes. Il faut aux flammes l’oxygène de l’air, et elles ne sauraient se développer sous les eaux ; mais des coulées de lave, qui ont en elles le principe de leur incandescence, peuvent se porter au rouge blanc, lutter victorieusement contre l’élément liquide et se vaporiser à son contact. » Ces paroles sont celles de Pierre Aronnax, le héros du célèbre roman Vingt Mille Lieues sous les mers. A travers ce personnage, Jules Verne décrit ainsi les fumeurs noirs des abysses plus de 100 ans avant leur découverte. Histoire La course aux abysses 18 Sea(e)scape n°5 19 Sea(e)scape n°5
  • 11. C’est profond comment l’océan ? Avant de vous conter l’épopée des explorateurs des profondeurs océaniques, penchons-nous quelques instants sur la morphologie des fonds marins. Tout d’abord, la profondeur moyenne de l’océan (oui, fonctionnellement parlant il n’ y a qu’un unique océan sur notre petite planète) est d’environ 3 700 mètres. Finalement, la maigre portion d’océan que nous voyons depuis le littoral n’est comparativement qu’un pédiluve. Ce chiffre peu cependant être trompeur et laisser penser que fond marin est plat et uniforme. Il n’en est absolument rien. Tout comme les terres émergées, le plancher océanique présente un relief très marqué avec des montagnes, des plaines et des falaises (ou tombants). Les montagnes sous-marines forment les fameuses dorsales, lieu de divergence des plaques tectoniques1 et de formation de la croûte océanique. Les dorsales se situent en moyenne à 2 500 m de profondeur. Voilà pour les bosses de l’océan mais qu’en est-il des creux ? Les dépressions du plancher océanique sont appelées des « fosses sous-marines ». Elles se situent en marge des dorsales du fait de la divergence des plaques océanique ou bien dans les zones de convergence entre une plaque La carte du relief des fonds marins. Les dorsales océaniques sont bien visibles ainsi que les fosses à l’ouest de l’océan Pacifique. Illustration (Creative Commons) : Berann, Heinrich C., Heezen, Bruce C., Tharp, Marie. continentale et une plaque océanique. La fosse la plus profonde, et également la plus connue, est la fosse des Mariannes dans l’ouest de l’océan Pacifique qui atteint la profondeur de 10 984 mètres. Le relief très marqué de l’océan est entrecoupé par des aires relativement planes qui s’étendent sur de grandes surfaces : les plaines abyssales. Elles se situent principalement entre 4 000 et 6 000 mètres de profondeur. Maintenant que vous êtes plus familier avec la morphologie des fonds océaniques, intéressons nous au principal lorsqu’il s’agit d’exploration sous-marine. Je veux bien évidemment parler de la couche d’eau qui recouvre les plaines abyssales, les fosses marines et les dorsales océaniques. Différents étages océaniques sont définis en fonction de la profondeur et des organismes qui y vivent. Nous parlons ici d’étages pélagiques, c’est à dire qui se situent dans la colonne d’eau ; par opposition aux étages benthiques qui se trouvent sur le fond. La distribution et la composition des espèces qui vivent dans le premier étage appelé « épipélagique » est fortement dépendante de la quantité de lumière disponible. Au delà de 200 m de profondeur, c’est l’obscurité la plus totale, plus aucune énergie lumineuse n’est présente. Ce sont ensuite la température et la profondeur (et par extension la pression) qui définissent les étages suivants. Les abysses (ábyssos en grec) signifient « sans fond » et se situent au- delà de 4 000 m de profondeur. L’étage le plus profond est l’étage hadale (qui débute à 6 000 mètres de profondeur) et correspond Les différents types de reliefs océaniques. Illustration : Arnaud Abadie. 20 Sea(e)scape n°5 21 Sea(e)scape n°5 Histoire La course aux abysses
  • 12. Gravure de la cloche de Halley créé en 1690. Illustration de Louis Figuier publiée dans Les Merveilles de la science, 1867 - 1891, Tome 4. aux fosses marines. La pression y est 1 100 fois supérieure à la pression atmosphérique au niveau de la mer (3 150 kg/cm2), tandis que la température y est d’environ 3° C. C’est bien évidemment les fosses océaniques qui ont attirés les océanographes, dans un premier temps, puis les explorateurs, et tout particulièrement la fosse des Mariannes mentionnées plus tôt qui, dés sa découverte « accidentelle » en 1875 par le navire britannique Challenger, est le but ultime guidant l’ensemble des développement technologiques du siècle suivant qui permettront à l’être humain d’atteindre de telles profondeurs. Bienvenue dans la course à la profondeur, bienvenue dans les abysses ! Les différents étages océaniques correspondant aux zones de vie des organismes benthiques et pélagiques. Illustration (Creative Commons) : SuperManu. Histoire La course aux abysses 22 Sea(e)scape n°5 23 Sea(e)scape n°5
  • 13. pieds). Il garderont ce record mondial pendant 15 ans. En 1960 on touche le fond Tout comme la course à la Lune, la suite de l’histoire est une course à la profondeur entre la France/Belgique et les États-Unis. A la grande différence de la bathysphère, les nouveaux véhicules d’exploration des profondeurs sont autonomes et ne sont donc plus physiquement reliés à un navire en surface. Dans un premier temps, c’est le FNRS (fonds de recherche scientifique), un organisme public belge de recherche, qui démarre cette course en finalisant en 1948 la construction William Beebe (à gauche) et Otis Barton (à droite) posant à côté de la bathysphère (au centre). Photo : U.S Federal Government, Domaine public. en utilisant principalement des cloches à plongeurs, les premier prototypes remontant au XVIème siècle. Les prémices de l’exploration profonde débutent avec la bathysphère créé en 1928 par Otis Barton, un plongeur et inventeur américain, et financé par William Beebe, un naturaliste et explorateur également américain. La bathysphère, dans sa version finale, était une sphère en fonte de 1,4 mètres de diamètre avec une paroi en acier épaisse de 40 centimètres. Son poids était d’environ 1800 kilos. Elle comportait un hublot circulaire de 38 centimètres de diamètre. Le câble en acier reliant la bathysphère au navire de William Beebe et Otis Barton : les précurseurs de l’exploration profonde Toute course à un début et une fin dans l’espace et dans le temps. En ce qui concerne l’espace ce n’est pas compliqué : la surface est le départ et la fin le fond de la fosse de Marianne, le point le plus profond de la Terre. S’il fallait situer le début de cette course dans le temps, ce serait les premières explorations profondes en bathyscaphe. Avant cela, les plongées « profondes » se limitaient à quelques dizaines de mètres de profondeur Le bathyscaphe FNRS III exposé à Toulon près du port du Mourillon. Photo (Creative commons) : Yves Tennevin. surface, long de 1 000 mètres, comprenait également une ligne téléphonique permettant aux occupants de la bathysphère de communiquer leur observations à la surface. Le 6 mai 1932, Beebe et Barton embarquent dans la bathysphère pour sa première descente habitée (après plusieurs essais réussis à vide) aux large des Bermudes. Malgré des entrées d’eau dès 90 mètres de profondeur et un court-circuit électrique, les deux explorateurs atteignent la profondeur de 243 mètres (800 pieds) et établissent ainsi le record mondial de profondeur pour des êtres humains. Deux ans plus tard, le 15 août 1934, après de nombreuses descentes et repoussant sans cesse leur propre record de profondeur, ils atteignent la profondeur de 922 mètres (3 028 Histoire La course aux abysses 24 Sea(e)scape n°5 25 Sea(e)scape n°5
  • 14. à l’explorateur suisse Auguste Picard son bathyscaphe le Trieste. Ce dernier a été construit en 1953 en Italie avec des capitaux suisses et italiens. Le 23 janvier 1960, après une descente de 4 heures et 47 minutes, le Trieste atteint la profondeur de 11 521 mètres (plus tard révisée à 10 916 mètres) dans la fosse des Mariannes avec à son bord le suisse Auguste Picard et l’américain Don Walsh. Malgré d’autres descentes profondes de la marine nationale française, avec notamment une plongée à 9 545 mètres de profondeur en 1962 avec le bathyscaphe Archimède, la prouesse du Trieste restera inégalée pendant des décennies. La course vers le point le plus profond de l’océan est terminée et les américains en sont les vainqueurs. Le Trieste et l’Archimède réaliseront avec succès des dizaines de plongées d’exploration au cours des années qui suivirent, remontant à la surface des connaissances inestimables au vu de notre ignorance en qui concerne l’océan profond. Le bathyscaphe le Trieste lors de sa mise à l’eau pour des essais. Source : Art collection, U.S. Naval History and Heritage Command website. Histoire La course aux abysses du bathyscaphe FNRS II (sa construction ayant débuté en 1937 et mise en pause durant la Seconde guerre mondiale). Après un premier essai infructueux endommageant l’engin en 1948, le FNRS II a été vendu à la marine nationale française qui l’améliora et lui donna le nom de FNRS III. Dans sa version finale ce bathyscaphe de 16 mètres de long pour un poids de 11 tonnes est équipé d’une sphère en acier avec des parois de 15 centimètres d’épaisseur capable d’accueillir deux personnes. Le 15 février 1954, le FNRS III atteint la profondeur de 4 050 mètres au large de Dakar avec pour équipage les deux français Pierre Willm et Georges Houot. Un nouveau record du monde est ainsi établit, cependant ce dernier ne va tenir que 6 ans. En 1958, la marine américaine rachète Le submersible Alvin dans l’océan Atlantique en 1978. Photo (domaine public) : NOAA. 26 Sea(e)scape n°5 27 Sea(e)scape n°5
  • 15. 28 Sea(e)scape n°4 Entre exploration et exploitation Le succès des bathyscaphes et la validation de leur fiabilité avec des plongées répétées à plusieurs milliers de mètres de profondeur ouvre la voie à l’exploration scientifique des abysses. Un nouvelle version du Trieste voit le jour en 1964 et enchaîne des centaines de plongées scientifiques jusqu’à sa démobilisation en 1983. De son côté l’Archimède fait de même avec 226 plongées entre 1961 et 1974. Dès le milieu des années 1960, ce sont des véhicules entièrement autonomes qui sont employés et non des bathyscaphes capables de seuls mouvement verticaux. C’est le règne des sous-marins. L’un des plus connus de ces sous- marins (dit de poche par opposition aux sous- marins de guerre beaucoup plus grands) est l’Alvin de la marine américaine, mis en service en 1964. Ce submersible, toujours en servie, peut embarquer deux scientifiques et un pilote pour des plongées de 9 heures jusqu’à 4 500 m de profondeur. C’est une véritable légende Une colonie de vers tubicoles sur la cheminées d’un source hydrothermale. Photo (domaine public) : NOAA. Histoire La cheminée d’un fumeur noir à 3 300 mètres de profondeur dans le champ hydrothermal de Logatchev sur la dorsale médio-atlantique. Photo (Creative Commons) : MARUM − Zentrum für Marine Umweltwissenschaften, Universität Bremen.
  • 16. (l’Institut français de recherche pour l'exploitation de la mer) et assemblé à Toulon. Il est capable d’intervenir jusqu’à 6 000 mètres de profondeur et embarque trois personnes. Mis en service en 1984, il réalise trois ans en plus tard (en 1987) une mission sur l’épave du Titanic et participe à la récupération de plus de 1 800 objets au cours de 32 plongées. Le Nautile participe également en 2002 à l’inspection de l’épave du pétrolier Prestige coulé au large de la Galice. En 2010, il est déployé lors de la découverte d’une nouvelle dorsale active dans l’océan Pacifique au large de Wallis et Futuna. Parallèlement aux missions d’exploration décrites précédemment, qui sont dédiées à la science, à la sécurité ou à l’archéologie, l’exploration des abysses trouve une motivation économique avec la possibilité d’exploitation minière sur le plancher océanique. Il est ici question de nodules polymétalliques, des concrétions principalement constituées de fer et de manganèse ainsi que d’autres métaux tels La proue de l’épave du Titanic photographiée en 2004 par le ROV Hercules. Photo (domaine public) : NOAA. Histoire La course aux abysses de l’exploration des abysses avec plus de 4 000 plongées à son actif. Parmi les nombreuses mission réalisées avec l’Alvin, l’une des plus remarquables est la découverte des « fumeurs noirs », des sources hydrothermales sous-marines, sur la dorsale médio-atlantique en 1979. Cette découverte bouleverse les connaissances en géologie et en biologie marine avec notamment l’étude des vers tubicoles colonisant les parois des fumeurs noirs et vivant dans un environnement sursaturé en dioxyde de soufre, un composé hautement toxique pour les autres formes de vies. Au final, c’est un écosystème entier qui se révèle sous les yeux des scientifiques de l’époque et qui continue à fournir sont lot régulier de découvertes. La seconde exploration, beaucoup plus connue du grand public, est celle en 1986 de l’épave du Titanic reposant par 3 821 mètres de profondeur. Cette mission, dirigée par l’océanographe américain Robert Ballard a notamment permit de remonter des vidéos sous-marines de l’épave. L’exploration de l’épave du Titanic nous amène à parler d’un second submersible très connu : le Nautile de l’IFREMER. Le Nautile est un sous-marin de 8 mètres de long mis au point par l’IFREMER 30 Sea(e)scape n°5 31 Sea(e)scape n°5 La maquette taille réelle du sous-marin Nautile exposée à la cité des Sciences et de l’Industrie de la Vilette à Paris.
  • 17. De nos jours, l’exploitation n’a pas encore débuté mais plusieurs méthodes d’extraction sont en cours de test : en utilisant des bennes, par succion ou encore à l’aide véhicules autonomes de prélèvement. Quelque soit la méthode employée, il est certain que chacune aura des effets terribles sur la biodiversité des plaines abyssales. Au passage, une biodiversité et des écosystèmes dont nous ignorons presque tout. Histoire La course aux abysses que du cuivre, du nickel, du cobalt. A ce cocktail de métaux déjà riche s’ajoutent des éléments rares dans une moindre proportion (baryum, titane). Ces nodules sont le fruit de phénomènes géologiques menant à une croissance lente de la concrétion de l’ordre du centimètre tous les quelques millions d’années. Vous vous doutez bien qu’une telle manne financière n’allait pas rester inexploitée. La découverte des nodules polymétalliques date de la fin XIXème siècle (entre 1873 et 1876) lors des missions océanographiques de la frégate Challenger de la Royal Navy (c’est également avec cette frégate que fut découvert la fosse marine du même nom). Au milieu du XXème, le succès des explorations profondes des premiers submersibles met notamment en lumière l’intérêt de l’exploitation industrielle des nodule polymétalliques. Les premiers consortiums miniers ayant pour but l’exploration des gisements virent le jour au États-Unis en 1962 et en 1974. Les années suivantes des consortium nationaux et internationaux se lancèrent également dans la détection des gisements des précieux nodules. Actuellement, 18 sociétés privées disposent d’autorisations pour explorer les fonds marins dans le Pacifique en vue de l’exploitation des nodules polymétalliques dont l’IFREMER pour la France. 32 Sea(e)scape n°5 33 Sea(e)scape n°5 Carte des aires d’exploration et de protection des fonds marins pour l’étude des nodules polymétalliques dans le Pacifique dans la zone de Clarion Clipperton. Source : International Seabed Authority (https://www.isa.org.jm/index.php/map/clarion-clipperton-fracture-zone). Champs de nodules polymétalliques dans le Pacifique équatorial photographié par le Nautile en 2004. Photo (Creative Commons) : Philweb.
  • 18. humaines, de progrès techniques, de découvertes scientifiques qui sont autant de richesse pour notre espèce à la curiosité insatiable Malheureusement, notre soif de matières premières est également perpétuelle et sera certainement à l’origine de la destruction d’écosystèmes abyssaux dont nous ne connaissons (et ne nous ne connaîtrons) rien. Comme dans l’espace, nos déchets nous précèdent dans les abysses. Lors de ses plongées en 2019, Victor Vescovo a observé des déchets plastique dans la fosse Challenger à 10 928 mètres de profondeur. Rien à ajouter. Cette « découverte » parle d’elle même. Histoire La course aux abysses américain James Cameron atteint la profondeur de 10 898 mètres dans la fosse des Mariannes. Il réalise cette descente en solitaire à bord du Deepsea Challenger et passe trois heures au fond de la fosse, un record. Grâce aux observations et aux échantillons prélevés avec le submersible, 68 nouvelles espèces marines ont été identifiées. Un système d’imagerie 3D a également permit de remonter des images permettant l’étude à posteriori des espèces et des formations géologiques rencontrées durant la plongée. 52 années se sont ainsi écoulées entre la première descente du Trieste en 1960 et celle du Deepsea Challenger. Il ne faudra pas attendre autant d’années pour que d’autres submersibles redescendent au fond de la fosse Challenger. En 2019 et en 2020 les expéditions internationales Five Deeps et Ring of Fire, dirigées par l’explorateur Victor Vescovo, réalisent plusieurs plongées avec le sous- marin DSV Limiting Factor. Des prélèvements d’eau ont notamment été réalisés durant ces plongées ainsi que des cartographies du fond. Ces expéditions détiennent le record de profondeur de plongée en submersible habité : 10 927 mètres. Nous arrivons enfin à la dernière plongée en date réalisée par un submersible habité dans la fosse des Mariannes (du moins à la date de rédaction de cette article). Le 20 novembre 2020 le submersible chinois Fendouzhe plonge à 10 909 mètres dans la fosse Challenger. Cette descente historique amorce un tournant dans l’exploration des abysses, mettant ainsi fin à l’exclusivité américaine des descente à ces profondeurs. Si quelques vidéos de cette descente sont disponibles en ligne, peu d’informations précises ont filtré quant aux observations réalisées et aux données recueillies. La télé chinoise parle d’observations d’espèces et de leur répartition mais aussi de l’étude des matériaux présents au fond. A comprendre des minerais dont l’exploitation serait rentable... 34 Sea(e)scape n°5 35 Sea(e)scape n°5 Schéma du Deepsea Challenger. Illsutration (Creative Commons) : Zuckerberg. 2020 : la Chine contre-attaque Mise en pause durant les explorations en submersible des chaînes hydrothermales abyssales et des gisements de nodules, l’appel des profondeurs de la fosse Challenger refait surface (si vous me permettez l’expression) en 2012. Le 26 mars de cette année, le réalisateur et explorateur Le sous-marin chinois Fendouzhe. Photo : IACAS. Le mot de la Fin L’espace ou l’océan, même combat ! Pourquoi les grandes puissances économiques souhaitent retourner sur la Lune ? Pour servir de base de lancement vers Mars ? Pour l’exploration scientifique ? Pour l’exploit technologique ? Oui, c’est certain. Mais aussi à terme pour exploiter le sol lunaire et en extraire les ressources minières. Pourquoi depuis quelques années les États-Unis et la Chine réalisent des plongées dans la fosse des Mariannes ? Pour les mêmes raisons qu’il programment des missions lunaires. La conquête des abysses se poursuit donc avec sont lot d’aventures
  • 19. 36 Sea(e)scape n°5 Reproduction d’un fumer noir et des vers tubulaires vivant autour dans le Muséum d’Histoire Naturelle d’Ottawa au Canada.Photo : Mike Beauregard. Carte bathymétrique de la fosse Challenger et sites d’immersion des différentes missions habitées. Source : Vlvescovo. Glossaire 1 Plaque tectonique : fragment de la croûte terrestre délimitée par des failles, des rifts et des dorsales. Les plaques entre en collision entre elles ou bien l’une passe par-dessus l’autre (subduction). Pour en savoir (beaucoup) plus https://wwz.ifremer.fr/grands_fonds/Les-moyens/Les-engins/Les-bathyscaphes https://fr.wikisource.org/wiki/Les_Merveilles_de_la_science/La_Cloche%C3%A0_plongeur_et_le_ Scaphandre https://www.geo.fr/aventure/de-1872-a-aujourdhui-histoire-de-lexploration-des-abysses-197605 https://www.nationalgeographic.fr/environnement/un-sac-plastique-retrouve-dans-la-fosse-oceani que-la-plus-profonde-du-monde Histoire
  • 20. Si je vous dit « Plougastel », qu’est-ce que ce mot vous évoque ? Un des nombreux villages bretons commençant par Plou ? Les fraises ? Rien ? Pour moi, ce nom évoque mon site de plongée préféré de Bretagne. Quand je dis préféré, je ne plaisante pas ! En 2 ans, j’ai passé presque 48 heures sous l’eau à cet endroit en… 44 plongées. Pourtant, lorsqu’on arrive sur la plage pour se mettre à l’eau, ce n’est pas l’endroit le plus paradisiaque : pas de sable fin, pas de palmier ou de paysage à couper le souffle, non juste une plage banale. Mais c’est sous la surface que se cache le trésor de ce site. François Vandenbosch La star du lieu, celui qu’on ne manque pas de photographier mais qui continue à garder une part de mystère, j’ai nommé l’hippocampe moucheté (Hippocampus guttulatus). Photo : Michel Guilerm. Biologie La biodiversité marine de Plougastel 38 Sea(e)scape n°5 39 Sea(e)scape n°5 VISITE PLONGÉE DE PLOUGASTEL, PÉPITE SOUS-MARINE DE LA BIODIVERSITÉ BRETONNE
  • 21. Quatre écosystèmes Entre 0 et 10 mètres en fonction de la marée, on trouve quatre écosystèmes différents dont le croisement permet à la biodiversité d’exploser. Tout d’abord, des rochers sur lesquels poussent de nombreuses algues. Tantôt découpés, tantôt verticaux, ils sont toujours remplis d’anfractuosités abritant de nombreux petits organismes. Ensuite, les étendues de sable marquées de rides, formées par les vagues et les courants marins. Dans ce désert de sable, on peut tomber sur de grandes prairies de zostères, refuge providentiel pour les alevins de poissons ou les juvéniles de crustacés. A l’abri sous la canopée1, ils peuvent grandir sans trop se soucier des prédateurs avant d’atteindre leur taille adulte. Un peu plus bas, à perte de vue - de plongeur - le dernier écosystème n’est pas le plus impressionnant : A première vue, on peut penser que le fond est recouvert de fragments dur et tordu, de couleur rosée. En réalité, il s’agit d’un milieu capital et protégé, le banc de maërl (à prononcer comme l’oiseau, le merle). La visibilité sur ce site est variable. Les mauvais jours, éloignez-vous d’un mètre de votre palanquée2 et vous serez perdu. Mais lorsque les conditions sont bonnes, vous verrez les herbiers 10 mètres avant de les atteindre. La visibilité dépend de la quantité de plancton et de l’intensité des pluies dont l’écoulement apporte de nombreux sédiments. Dans cet article, nous allons passer en revue les différents milieux et donner quelques exemple d’animaux que l’on peut rencontrer au fil de l’exploration. Commençons par le milieu rocheux. Là où il n’y a pas de galets, les falaises finissent directement dans la mer. Le milieu rocheux se trouve donc à faible profondeur, collé au rivage. Il se retrouve même parfois émergé lors des grandes marées. Cette faible profondeur permet un éclairage important propice aux algues tel que les sargasses (Sargassum muticum), Bifurcaria bifurcata, les fucus pour les zones les moins profondes, les ulves et une quantité d’algues rouges filamenteuses qui complexifient l’habitat par leur volume important. C’est également l’endroit idéal pour la faune fixée dont les représentants des plus impressionnants sont les sabelles. Ces annélides sédentaires se fabriquent un tube en mélangeant des particules d’argiles à leur mucus. Ils déploient ensuite à leur extrémité leur panache de soies pour filtrer les particules. Ces dernières sont ensuite acheminées à la bouche par un ensemble de cils mobiles agissant comme un tapis roulant. Une fois que le bol alimentaire à traversé le système digestif du vers, les excréments se retrouvent à l’autre bout du tube dont la seule sortie se trouve à son sommet. Pour les évacuer, le ver possède tout le long de son corps un sillon copragogue3 qui guide les déjections vers le sommet du tube où elles pourront être rejetées dans l’environnement. En ouvrant bien les yeux, vous pourrez tomber sur le petit nudibranche jaune et blanc Limacea clavigera. Sur la pointe, la roche tombe dans l’eau à la verticale sur quelques mètres. Cette zone est découverte à marée basse. Le substrat est recouvert de balanes et de quelques grosses huîtres incrustées dans le granit. La zone rocheuse est aussi riche en faune mobile, notamment des étrilles, des tourteaux, des galathées, de quelques ormeaux, etc. Les gobies nageurs sont les discrets lutins de ce milieu. Les rochers cèdent leur place à une zone sableuse, parfois vaseuse en raison du limon charrié par les rivières. En pente douce, ce milieu peut paraître mort mais la vie peut se révéler à celui qui est assez observateur. De nombreux dragonets-lyre (Callionymus lyra) avancent par petits bonds. Les Marthasterias glacialis, étoiles de mer très répandue en Bretagne, parcourent avec lenteur ces étendues désertiques à la recherche de bivalves enfouis dans le sédiment. En étant attentif, on peut parfois apercevoir les siphons de ces derniers, les deux trous dans le sable étant leur seul lien avec la surface. Lorsque les trous sont plus grand, il s’agit probablement d’un terrier d’upogebie, crustacé entre une langoustine et un homard, peu connues par les profanes et novices. Plus rarement, le hasard peut nous 40 Sea(e)scape n°5 Biologie La petite limacia (Limacia clavigera) se démarque pourtant bien des algues sombres dans lesquelles elle habite, mais sa petite taille (moins de 2 centimètres) la rend invisible aux plongeurs peu attentifs. Photo : François Vandenbosch.
  • 22. 43 Sea(e)scape n°5 mettre nez-à-nez avec une roussette en train de dormir, une étoile-peigne (Astropectens irregularis), le plus souvent enfouie sous une faible couche de sable, une plie, une sole ou encore une raie bouclée. La nuit, les étendues sableuses deviennent un lieu de chasse privilégié des rougets barbets qui fouillent le sédiment à l’aide de leurs barbillons. Dans cette zone de sédiments meubles, on trouve à certains endroits un herbier de zostères4 (Zostera marina). Cet écosystème si important, qui est le pendant atlantique des herbiers Méditerranée de posidonie, reste un habitat fragile demandant une attention particulière en terme de protection et surtout de sensibilisation. La bouche du spirographe, au centre des filaments, se trouve juste à côté de la sortie du sillon copragogue par lequel sont évacués les excréments. Photo : François Vandenbosch. Les galathées (Galathea strigosa) ont des couleurs vives et complémentaires. Mais pour en profiter, il faut savoir se glisser dans les crevasses les plus étroites. Les galathées sont assez farouches. Leur vivacité et leur corps aplatit leur permet de se mettre rapidement à l’abri. Photo : Erwan l’Her. La biodiversité marine de Plougastel Les mouillages permettant l’amarrage de petits bateau de plaisance sont certes propices à la vie fixée, notamment grâce aux corps-mort5 offrant un substrat sur lequel s’installer. Cependant, les chaînes labourent le substrat au gré des marées et empêchent les zostères de pousser. Les mouillages plus récents possèdent une bouée intermédiaire qui maintient la chêne inférieure tendue, l’empêchant de détériorer l’herbier. Ces solutions sont évidemment assez encourageantes. La zone côtière subit de nombreuses pressions en raison de son utilisation multiple : ancrage des bateaux de plaisanciers, pêcheurs à la ligne, dépôt de casiers par les pêcheurs professionnels,
  • 23. claire va attirer les seiches femelles). Ils possèdent une ou deux entrées évasées permettant un passage à sens unique. Leur présence est signalée en surface à l’aide d’une bouée attachée à l’extrémité de la ligne. Lors d’une plongée sur le maërl, nous sommes tombés sur une de ces lignes de casier. En remontant le bout, nous avons trouvé de nombreuses seiches à l’intérieur. Certaines structures métalliques avaient servi de support de ponte pour les seiches elles- même ainsi que pour des calmars. Etoile-peigne (Astropectens irregularis), rarement vue en dehors du sable, est une étoile de mer tout en délicatesse. Photo : François Vandenbosch. planche à voile, pêche à pied, baignade et j’en passe… Pour illustrer mes propos, je me permet de vous partager deux anecdotes de plongées. La première concerne la pêche au casier, particulièrement les casiers à seiche. La méthode est fréquemment utilisée en rade qui est un spot privilégié. Elle consiste à lâcher depuis un bateau une corde (aussi appelée « bout ») à laquelle sont attachés à intervalle régulier des casiers contenant un appât ou un morceau d’assiette (leur couleur 45 Sea(e)scape n°5 Heureusement que les coquilles des huîtres sont plus claires que le granit dans lequel elles sont incrustées. Cela permet de les voir, bien qu’elles soient recouvertes de balanes. Photo : François Vandenbosch. La biodiversité marine de Plougastel
  • 24. L’étoile de mer glaciale (Marthasterias glacialis) est recouverte de piquants violet, eux même entourés de papules. Ce sont des excroissances cutanées permettant les échanges gazeux. Enfin, on peut voir des petites pinces qui sont des organes défensifs appelés pédicellaires. Photo : François Vandenbosch. Petite roussette (Scyliorhinus canicula) se reposant dans la zone rocheuse. Photo : François Vandenbosch. Biologie 46 Sea(e)scape n°5
  • 25. 48 Sea(e)scape n°5 L’autre anecdote concerne la pêche à la ligne. Il est fréquent de voir quelques pêcheurs sur la pointe lorsque nous nous mettons à l’eau. Bien que nous essayons de faire notre possible pour éviter leurs lignes en plongée, il m’est arrivé une fois, sans le vouloir, de me faire « hameçonner ». La plongée se déroulait normalement lorsque j’ai senti que je dérivait lentement mais sûrement vers la côte. Il est possible que le ressac nous pousse dans cette direction, mais par à-coup. Une fois la surprise passée, je donne quelques coups de palmes avant que tout redevienne normal. Ce n’est qu’au moment de me déséquiper que je remarque un morceau de poisson accroché à un hameçon coincé au niveau de la robinetterie de ma bouteille… Deux réflexions me viennent instinctivement : « Heureusement que l’hameçon n’a pas percé ma combinaison étanche ! » et « j’aurais voulu voir la tête du pêcheur qui aurait ramené un gros poisson ce jour là… » Tout cela pour dire que le littoral doit être partagée entre ses différents utilisateurs dans un respect mutuel et un respect du milieu. Sur ce dernier point, j’ai trouvé sur ce Un casier à seiche bien rempli ! Photo : François Vandenbosch. Biologie La star du lieu, celui qu’on ne manque pas de photographier mais qui continue à garder une part de mystère, j’ai nommé l’hippocampe moucheté (Hippocampus guttulatus). Photo : Loïc Merret. La biodiversité marine de Plougastel spot de plongée un nombre impressionnant de bouteilles de verre. Bien qu’elles soient constituées de la même silice que le sable qui les entourent, j’ai décider de ramasser toutes celles que je trouvais pendant une plongée et la récolte a été fructueuse. Pas moins de 17 bouteilles ! La mer n’est pas une poubelle et il est important de le rappeler. Mais revenons à nos herbiers ! 49 Sea(e)scape n°5 Les herbiers de zostères Parlons un peu de leur répartition. A l’Ouest de la plage, dans l’anse, protégés des courants, les herbiers forment des patches d’une dizaine de mètres de diamètre avant de suivre la pointe et de finir mélangés au maërl. A l’est, après une zone sableuse assez large, l’herbier forme une bande continue sans interruption jusqu’à la plage suivante. De tels herbiers sont fréquents en rade de Brest. Les herbiers jouent un rôle essentiel pour le fonctionnement de l’écosystème. En plus de produire de l’oxygène et de stocker du CO2, leur structure complexe attire de
  • 26. Ponte de seiche (Sepia officinalis) accrochée à un brin de zostère. Photo : Francois Vandenbosch. Seiche (Sepia officinalis) à moitié enterrée dans le sable sous l’herbier. Ainsi camouflée, elle pratique la chasse à l’affût. Photo : Francois Vandenbosch. Biologie 50 Sea(e)scape n°5 nombreux alevins qui profitent de la protection offerte par le couvert végétal pour grandir à l’abri des prédateurs. C’est une véritable nurserie ! Il n’est pas rare de trouver des œufs de seiches directement accrochés sur les zostères. Au printemps et dans le courant de l’été, en raison de l’augmentation de la luminosité, l’herbier est envahi par des algues vertes filamenteuses opportunistes. L’abondance de nutriments leur permet une croissance rapide pour prendre le pas sur les autres espèces. Cependant, leur durée de vie est assez courte et ces algues disparaissent dès l’automne. Rappelons tout de même que la zostère n’est pas une algue mais bien une plante au même titre que le chêne ou la marguerite. Cela implique qu’elle peut, tout comme sa cousine de Méditerranée, développer les fleurs pour la reproduction sexuée. Bon, je vous l’annonce avant que vous soyez déçu mais il s’agit de petites fleurs vertes et discrètes, donc pas de quoi en faire un bouquet. Cependant, la reproduction asexuée par clonage est la plus courante. Mais la star du site est sans conteste l’hippocampe moucheté. Ce poisson étrange, placide et même difforme par rapport aux poissons pélagiques, éveille les passions chez l’être humain. Chevaux des mers, la rencontre avec l’un d’eux est un véritable objectif de plongée et on ne peut s’empêcher d’être fasciné par cet étrange animal.
  • 27. Le maërl Venons-en au dernier écosystème que l’on peut rencontrer à cet endroit, et pas des moindres, le banc de maërl. Le maërl est un groupe de différentes espèces d’algues rouge calcaires avec un aspect branchus (Phymatolithon calcareum), parfois sphérique (Lithophylum dentatum), qui peut faire penser au corail. Il s’agit cependant bien d’un végétal à 100% dont seule la couche la plus externe est vivante. On le rencontre recouvrant les substrats meubles à faible profondeur. Ce faisant, les cellules profitent au maximum de la lumière pour grandir et effectuer la photosynthèse. Avec une croissance annuelle très faible de l’ordre du millimètre, le maërl a été utilisé par les agriculteurs au siècle passé pour amender4 les sols. Protégé depuis, il continue cependant à faire face à d’autres menaces telle que l’explosion de crépidules, espèce invasive apportée par les eaux de ballast et dont la reproduction rapide peut étouffer les bancs de maërl. Ce milieu est abondant en petit crustacés (Galathea squamifera), gastéropodes et annélides, ce qui en fait un écosystème riche où les prédateurs peuvent trouver leur bonheur. Les pêcheurs rapportent qu’il n’est pas rare de voir des bancs de dorade royale (Sparus aurata) parcourir ces étendues. C’est également un endroit parfait pour trouver une variété de nudibranches (Aplysia punctata, Doris pseudoargus, Jorunna tomentosa, Atagema gibba, etc.) ou de très nombreux œufs de raies. Ce milieu possède parfois des traces d’activités humaines plus ou moins bénéfiques : ligne de casier pour pêcher les seiches et les dorades, blocs de béton abandonnés qui hébergent des serpules et des holothuries, bouteilles de bière ou encore des entremêlât de cordes prisés par les seiches et les calmars. Il est également possible de tomber sur des sortes de chapeaux chinois grillagés et troués sur le dessus, soit individuellement posés sur le fond, soit attachés en série d’une dizaine. Il s’agit de collecteur de naissain6 utilisé dans l’ostréiculture. Et cela nous permet d’enchaîner sur le sujet des pétoncles noires (Mimachlamys varia). Ces dernières étaient très abondantes en Rade de Brest. Cependant, en raison d’une forte pression de pêche, elle s’est faite assez rare. L’écloserie du Tinduff a mené une expérience afin de voir si il était possible de la cultiver. Des collecteurs de naissain ont donc été placés non loin du site de plongée afin d’attirer des populations naturelles et de les récolter alors qu’elles mesurent moins d’un centimètre. Les collecteurs que l’on aperçoit en plongée sont très probablement perdus mais ils offrent un support à un tas d’animaux, notamment des holothuries qu’on ne rencontre qu’à cet endroit. Cependant, ils savent se faire discrets. Se laissant balancer au même rythme que les zostères, il faut des yeux avertis pour éviter de passer à côté. Chez les hippocampes, c’est le mâle qui porte les petits ! A la fin du printemps, on peut voir leur ventre distendu par la poche contenant les juvéniles. Une fois libérés, ils sont indépendants et se nourrissent de plancton. Les adultes préfèrent les mysis, ces petites crevettes pélagiques nageant en groupe dans les algues. Bien que plus rare, l’espèce Hippocampus hippocampus (Hippocampe à museau court) est également présente sur le site. La différence entre les deux espèces n’est pas évidente à faire en plongée mais des photos peuvent aider. Comme nous l’avons dit plus haut, l’herbier est très riche et on ne peut pas le limiter aux hippocampes. Lors de mes nombreuses plongées, il m’a été donne de croiser une sole et une anguille. Beaucoup plus fréquentes, les seiches et les roussettes qui chassent dans la forêt impénétrable de zostères sont accompagnées par les araignées, les étrilles, des macropodes et autres crustacés marcheurs. La nuit, il est courant d’observer les rapides calmars, lorsqu’on ne trouve pas leurs bouquets d’œufs en journée. Doris blanc à couronne d’or (Diaphorodoris alba) parmi les algues. Photo : Erwan l’Her. Biologie La biodiversité marine de Plougastel 52 Sea(e)scape n°5 53 Sea(e)scape n°5 Exemple de cordage que l’on peut trouver sur le maërl et qui est recouvert de faune fixée (ici, principalement des ascidies). Photo : Francois Vandenbosch.
  • 28. Illustration de collecteur à naissain utilisé dans la culture de la pétoncle noire. Photo : Francois Vandenbosch. Jorunna blanche (Jorunna tomentosa) se préparant à une longue journée sur le maërl. Photo : Francois Vandenbosch. La biodiversité marine de Plougastel 55 Sea(e)scape n°5
  • 29. Glossaire 1 Canopée : Couverture végétale formée par le sommet de plantes, souvent des arbres. 2 Palanquée : Groupe de plongeur ayant le même parcours et les mêmes caractéristiques de profondeur et de temps. 3 Sillon copragogue : sillon ventral présent chez les annélides sédentaires ayant comme fonction de guider les déjections de l’animal en dehors de son tube. 4 Zostère : plante à fleur aquatique se développant à faible profondeur sur un substrat meuble dans les eaux tempérées. 5 Corps-mort : Lest utilisé pour fixer une chaine et une bouée. Il s’agit couramment d’un bloc de béton. 6 Naissain : groupe de juvéniles de mollusques fixés à un substrat. Terme utilisé surtout pour les espèces faisant l’objet de cultures marines. Pour en savoir (beaucoup) plus Les pétoncles noires : https://archimer.ifremer.fr/doc/1985/acte-6538. pdf Les écosystèmes marins bretons : https://archimer.ifremer.fr/doc/00311/42243/41 811.pdf Le mot de la Fin Plougastel est vraiment un lieu unique, peu profond et très accessible pour tout les niveaux. Pour découvrir sa richesse, il faut réapprendre à prendre son temps et à ouvrir ses yeux, deux qualités qui vous permettront de profiter pleinement de votre plongée. Bien sûr, il n’y a pas que les petits organismes. Certains sont tombés nez-à-nez avec Randy le dauphin (voir article sur la rade de Brest), un Saint-Pierre ou un phoque pour citer quelques rencontres exceptionnelles. La nature est à côté de chez vous. Cela a l’air trivial mais j’ai pu me rendre compte que de nombreuses personnes n’en était pas forcément conscientes. Au printemps 2019, j’ai présenté une série de photos réalisées sur ce site de plongée à l’occasion de la fête de la nature à Plougastel. Lors de la journée, de nombreuses personnes étaient étonnées de découvrir tous ces animaux parfois très colorés, d’autant plus lorsque je leur disait que ces photos avaient été prises à moins de 10 kilomètres. Nombreux étaient les visiteurs qui pensaient qu’on ne trouvait ces animaux qu’en Méditerranée. J’ai retiré deux enseignements de cette expérience : d’une part, quel que soit notre niveau, il est toujours possible de sensibiliser d’autres personnes à la conservation des écosystèmes et d’autre part, il n’est pas nécessaire de parcourir des centaines de kilomètres pour découvrir la nature. Pour terminer, je voudrais rappeler que nous ne sommes pas les seuls à profiter des richesses de la mer. D’autres personnes ont des loisirs ou même un emploi en lien avec la mer. Il est important d’en être conscient et, au moins, de les respecter. 56 Sea(e)scape n°5 Biologie Seiche (Sepia officinalis) en manœuvre d’intimidation d’un prédateur (en l’occurrence, le photographe qui ne lui voulait pas de mal). Photo : Francois Vandenbosch.
  • 30. Pendant très longtemps la surface des océans a été un mur infranchissable, préservant les secrets des fonds marins du regard de l’être humain. Depuis les premières mesures de profondeur avec une simple corde à nœuds, les techniques de cartographie récentes permettent désormais de connaître la nature des fonds marins avec précision. Après avoir dévoilé les richesses géologiques du relief sous-marin, les sondeurs acoustiques sont désormais capables de cartographier les habitats marins. Les dernières avancées permettent même d’obtenir une vision photographique du fond grâce à la photogrammétrie, ou encore de cartographier les fonds littoraux depuis l’espace. Venez découvrir le dessous des cartes marines et l’importance de ces dernières dans les domaines de l’exploration, de l’exploitation et de la protection des fonds marins. Arnaud Abadie Exemple de cartographie moderne en trois dimensions des fonds marins et de la nature des fonds. Comment en est-on arrivé à une vision si détaillée du plancher des océans ? Réponse d’ans l’article ! Source : https://cartosub.seaviews.fr/ Technique La cartographie sous-marine 58 Sea(e)scape n°5 59 Sea(e)scape n°5 LA CARTOGRAPHIE SOUS-MARINE : CONNAÎTRE LE FOND À FOND
  • 31. Au départ, une simple corde La cartographie des fonds marins est un vaste domaine incorporant de nombreuses thématiques comme la bathymétrie (mesure de la profondeur), la géologie, l’écologie et l’archéologie. Aujourd’hui, à chaque thématique correspond un équipement et/ou une technique de traitement des données spécifique. Cependant, à l’origine, les préoccupations et l’outillage étaient beaucoup moins complexes. Depuis les premières utilisations d’embarcations par l’être humain au néolithique, la connaissance de la profondeur des espaces navigués est un élément primordial permettant la bonne circulation des biens et des personnes. Avec le commerce maritime qui s’intensifie dès l’Antiquité, et se poursuit au Moyen-Age, pouvoir mesurer la Modèle de sonde à plomb permettant de mesurer la profondeur depuis une navire. Source : 1858 book Physical Geography of the Sea by Matthew Fontaine Maury. 60 Sea(e)scape n°5 Technique La cartographie sous-marine La carte bathymétrique de la pointe bretonne de Jean Guérard publiée en 1627. Source : BNF. profondeur des eaux côtières avec des moyens du bords est indispensable aux marins afin d’éviter l’échouage et le naufrage. La technique d’alors consiste à utiliser un poids (le plus souvent en plomb) placé à l’extrémité d’une corde avec des graduations de distance (par exemple la coudée ou la brasse) matérialisées par des nœuds. Le poids peut être pourvu d’une cavité ou enduit de graisse animale (du suif) pour recueillir un échantillon du fond marin et en connaître sa nature (sédiment, roche, herbiers, algues). La technique de mesure est simple : laisser couler le plomb jusqu’au fond en comptant les graduations qui défilent. Lorsque le fond est atteint, l’opérateur sent une secousse et enregistre la mesure. Ensuite, soit le plomb est largué au fond, soit il est remonté à bord. 61 Sea(e)scape n°5 Dès le XIIe siècle, ces informations sont compilées en instructions nautiques pour permettre l’approche de la côte par les navires, en localisant notamment les écueils rocheux et les bancs de sable. La méthode du sondeur à plomb a cependant ses limites et n’est pas appropriée pour les grandes profondeurs au dessus de quelques centaines de mètres. Pendant plusieurs siècles, la profondeur de l’océan est considérée comme littéralement insondable, certains avançant qu’il n’a pas de fond (d’où le terme abysse). Cette conclusion allait d’ailleurs dans le sens de certaines convictions religieuses et de la conception de la morphologie du monde. Les premières grandes navigations océaniques au XVe et XVIe siècle remettent en question la forme de la Terre (qui devient un globe et non
  • 32. chimiques des océans, mais également aux fond marins, à leur nature et à leur profondeur. L’une des plus connues est celle du navire britannique l’HMS Challenger (1872- 1876) qui réalisa notamment des mesures bathymétriques à grande profondeur dans le Pacifique et découvrit le point le plus profonde de la planète : la fosse des Mariannes. Son exploration est une autre histoire… Si les motivations à mesurer la profondeur des océans provenait en partie de la soif de connaissances scientifiques, de nombreuses campagnes hydrographiques ont été menées à cette époque dans des buts plus pragmatiques et dirigés par des intérêts économiques comme la pose de câble de télécommunication dès 1850. La carte bathymétrique de la Manche de Philippe Buache publiée en 1752, l’une des premières utilisations des isobathes pour représenter la topographie des fonds marins. Source : BNF. Malgré cet important effort d’acquisition de données océanographiques sur une grande partie des océans de la planète, les connaissances des fonds marins restent parcellaires. Dans le domaine de la cartographie des fonds, cela est principalement dû à la technique de mesure de la profondeur qui finalement n’a que très peu évoluée depuis l’Antiquité. C’est une révolution technologique qui va venir bouleverser l’exploration et la cartographie des fonds marins : l’acoustique sous-marine. Technique La cartographie sous-marine plus une galette), et par la même occasion la morphologie des fonds marins. Cependant, si l’océan ne semble plus avoir une profondeur infinie, il reste impossible de faire des sondages sur les fonds abyssaux pour en connaître la profondeur maximale. Malgré la limitation des capacités de mesure, l’hydrographie, ou la discipline scientifique s’intéressant à la topographie des étendues d’eau, se développe tout de même au cours du XVIIe et du XVIIe siècle avec l’apparition des premières cartes de profondeur en se restreignant aux zones côtières. En 1627, le cartographe français Jean Guérard produit une carte bathymétrique 62 Sea(e)scape n°5 63 Sea(e)scape n°5 de la pointe bretonne. C’est également durant cette période (1752), que les premières cartes figurant des courbes de niveau reliant les points de sonde de valeur égale (isobathes) sont employées pour représenter la topographie du fond, avec la carte de la Manche du cartographe français Philippe Buache. Ce n’est qu’au XIXe siècle que l’exploration du fond des océans s’accélère fortement avec la réalisation de plusieurs campagnes océanographiques majeures sur tous les océans de la planète. Ces campagnes s’intéressent non seulement aux espèces marines et au paramètre physico- Le HMS Challenger. Source : NOAA.
  • 33. classification des fonds, mise au point dans les années 1990, a évolué quelques années plus tard jusqu’à permettre de cartographier la végétation marine. Selon la fréquence du sondeur, il est possible de pénétrer plus ou moins profondément dans le sédiment et ainsi d’obtenir une imagerie acoustique du sous-sol marin sous la forme de sonogrammes1. La principale limite de cette technologie, que ce soit pour les mesures bathymétriques ou la classification des fonds, est sa très faible couverture surfacique s’apparentant plus à des lignes de mesure qu’à des aires cartographiées intégralement. Le sonar à balayage latéral permet d’obtenir une image du fond en nuances de gris. Il fonctionne sur le même principe émetteur/récepteur que le sondeur monofaisceau, à la différence que Exemple de relevé d’un sondeur monofaisceau avec la détection, des poissons dans la colonne d’eau et de la végétation sous-marine. Source : IFREMER. ranging) à partir de 1942 par analogie au terme radar (radio detection and ranging). L’ensemble des efforts de recherche en acoustique sous-marine durant les deux guerres a abouti à la mise au point des premiers sondeurs monofaisceau (precision depth recorders ou PDR), et au développement de sonars latéraux à la fin des années 1950. Le sondeur monofaisceau fonctionne sur le principe de l’émission d’un signal acoustique d’une fréquence donnée vers le fond sur un unique faisceau (d’où son nom) qui est ensuite réfléchi par le fond. Le temps de retour de ce signal permet de mesurer la profondeur. Les propriétés du signal réfléchi par le fond permettent d’en déterminer la nature et plus particulièrement les faciès sédimentaires. Cette technique de La révolution de l’acoustique sous-marine L’histoire moderne de l’acoustique sous-marine débute au début du XXe durant la Première Guerre mondiale avec la mise au point par Paul Langevin d’un transducteur piézo-électrique pour la détection acoustique active de sous-marins. Ce système de mesure a été développé sous la direction franco-britannique du Allied Submarine Technique La cartographie sous-marine Patrouille anti-submersibles du HMS Anthony dans le détroit de Gibraltar en 1944. Un opérateur sonar utilise un ASDIC pour détecter les sous-marins ennemis. Photo (Domaine Publique) : R G G Coote/Royal Navy. Detection Investigation Committee ou ASDIC, terme qui sera par la suite repris pour désigner les systèmes de détection acoustique actifs. S’en suit durant l’entre- deux-guerres une période de développement intense de systèmes acoustiques actifs et passifs ainsi que la théorisation de la propagation des ondes acoustiques en milieu aquatique. Ces recherches sont principalement menées par des laboratoires américains dont les systèmes acoustiques sont nommés sonar (sounding navigation and 64 Sea(e)scape n°5 65 Sea(e)scape n°5
  • 34. Il est possible de déployer simultanément plusieurs équipements acoustiques. Source : IFREMER. Interprétation d’une image sonar sur un fond marin de Méditerranée (Corse). Source : Arnaud Abadie. Technique La cartographie sous-marine 66 Sea(e)scape n°5 67 Sea(e)scape n°5 l’émission/réception se fait latéralement depuis un « poisson » tracté par un navire. Selon la nature du fond (roche, sédiment), l’intensité du signal réfléchi en fonction de l’angle d’incidence variera et permettra de générer l’image acoustique. Cette technologie a initialement été développée pour détecter des épaves et des mines sur les fonds marins. Depuis les années 1990, les images du sonar à balayage latéral sont également employées pour cartographier les habitats marins à grande échelle. Une nouvelle technologie acoustique est développée durant la deuxième moitié du XXe siècle et fait en quelque sorte la synthèse du sondeur monofaisceau et du sonar à balayage latéral : le sondeur multifaisceaux (SMF). Comme son nom l’indique, il fonctionne grossièrement comme un sondeur monofaisceau mais permet d’avoir une large couverture surfacique grâce à son nombre multiple de faisceaux (plusieurs centaines sur les modèles les plus récents). Les premiers SMF font leur apparition à la fin des années 1970s. La première campagne a lieu en 1975 avec un sondeur « Bo’sun » de 21 faisceaux pour une portée maximum de 800 m. En 1977, la portée du SMF Sea-Beam est testé jusqu’à 6000 m de profondeur par le CNEXO (futur IFREMER) au large des côtes armoricaines. Le fonctionnement du SMF repose sur le principe des faisceaux croisés. Généralement, l’émission de l’onde acoustique se fait dans un faisceau large transversalement et étroit longitudinalement. La réception, quant à elle, est réalisée grâce à un algorithme de formation de voies, dans un lobe étroit transversalement et large longitudinalement. L’intersection entre le faisceau d’émission et le faisceau de réception correspond à la zone du fond insonifiée (cartographiée). La mesure est ainsi réalisée sur une multitude de points répartis le long d’une ligne perpendiculaire à la trajectoire du navire. Limité dans ses premières utilisations à la réalisation de mesures bathymétriques, le SMF a régulièrement évolué au cours des années qui ont suivi sa création, avec notamment la capacité d’obtenir des images de la réflectivité du fond à la fin des années 1980 et des images acoustiques de la colonne d’eau au début des années 2000. L’ensemble de ces données permet de nos jours d’obtenir une cartographie complète des fonds grâce à l’utilisation d’algorithmes permettant de détecter les différents habitats des fonds marins, ainsi que d’étudier l’activité biologique de la colonne d’eau tout en disposant de mesures bathymétriques d’une précision centimétrique. A ce jour, l’acoustique sous-marine est le seul moyen de cartographier le fond des océans quelque soit la profondeur. Les abysses n’échappent pas à ces puissants outils de détection et la carte bathymétrique mondiale est désormais très complète. Cependant, de nouvelles techniques aéroportées de cartographie ont été développées au cours des dernières décennies avec pour but d’étudier les fonds littoraux.
  • 35. Prendre de la hauteur pour cartographier le fond Depuis la fin du XIXe siècle, nous avons les moyens de prendre des clichés aériens grâce à l’utilisation de montgolfières et plus tard d’avions. Ces premières photographies aériennes sont une manne pour étudier la topographie, l’urbanisme et le paysage. Plus globalement, c’est un nouveau moyen de cartographier à grande échelle les territoires. Cette pratique a gagné en efficacité avec l’avènement de l’informatique puis de la photographie numérique pour traiter les clichés aériens. Les images aériennes ainsi produites sont nommées « orthophotographies » car elles sont rectifiées géométriquement en prenant en compte la topographie du terrain photographié. Dans les années 1980, le large réseau satellite a permis d’augmenter l’échelle d’étude tandis que la résolution de leur imagerie ne cesse d’augmenter. Récemment, un nouveau bond dans la technique s’est produit avec l’utilisation Exemple de traitement des données du sondeur multifaisceaux permettant de dévoiler le relief du fond marin et d’en cartographier les habitats. Source : Seaviews. généralisée des drones aériens il y a une dizaine d’années. S’il est assez intuitif de comprendre l’utilité de telles photographies pour le milieu terrestre, qu’en est-il pour le milieu marin ? L’utilisation de photographies aériennes pour cartographier le milieu marin est fortement liée à la turbidité de l’eau et à la profondeur. Elle se limite donc aux zones littorales et aux habitats marins que l’on peut y observer : roche, sable, herbiers, récifs coralliens. Dans les eaux les plus claires, il est possible de détecter des habitats marins jusqu’à environ 15 mètres de profondeur. Il est également possible d’utiliser des images infrarouge pour discriminer la végétation marine (plantes, algues) de la roche et du sédiment. Des logiciels informatiques permettent le traitement de ces images de façon semi-automatisée en utilisant des 68 Sea(e)scape n°5 69 Sea(e)scape n°5 Technique La cartographie sous-marine Principe de fonctionnement du sondeur multifaisceaux. Source : Seaviews.
  • 36. Principe de fonctionnement du lidar terrestre (rouge) et du lidar bathymétrique (vert). Source : Lague et al. (2016). Orthophotographie aérienne d’une partie du littoral des Côtes d’Armor en Bretagne. Plusieurs habitats marins sont identifiables sur cette image comme le sable, la roche et les herbiers sous-marins. Source : IGN. algorithmes d’analyse d’images et depuis quelques années l’intelligence artificielle. Le principal avantage de cette technique de cartographie est la large échelle spatiale d’étude tout en conservant une résolution élevée (de l’ordre de quelques mètres à quelques décimètres). La limite majeure est le pas de temps entre les acquisitions à grande échelles de telles images qui nécessite l’utilisation d’un avion. Le drone aérien permet de palier en partie à ce problème en permettant des réaliser des orthophotographies à échelle plus réduite pour un coût bien inférieur. En France, des campagnes par avion ont lieu environ tous les trois ans et ces images sont librement visualisables sur la plateforme web de l’IGN ( https://www.geoportail.gouv.fr). Afin d’aller plus loin dans la découverte des fonds marins depuis les airs, un autre moyen optique est disponible : le lidar bathymétrique. La technologie du lidar (light detection and ranging) repose sur l’utilisation d’un émetteur/récepteur laser pour relever la topographie d’un terrain en mesurant le temps que met un rayon émis et réfléchit par le sol à revenir sur le capteur. Le lidar dit « bathymétrique » utilise quant à lui des longueurs d’onde lumineuse vertes (par opposition au laser rouge en milieu terrestre) pour pouvoir pénétrer la surface de l’eau et atteindre le fond marin. Finalement, cette technique fonctionne sur le même principe que les ondes acoustiques à la différence que le lidar bathymétrique est limité par la turbidité de l’eau, tandis que l’acoustique sous-marine ne l’est pas. Les données obtenues sont donc de même nature que celles obtenues avec l’acoustique : des données bathymétriques et de l’imagerie en nuance de gris de la réflectivité du fond. Les mêmes traitements permettant de cartographier les habitats marins peuvent ainsi être transposés. Ces deux techniques sont parfaitement complémentaires, le lidar permettant d’obtenir Technique La cartographie sous-marine 70 Sea(e)scape n°5 71 Sea(e)scape n°5 des données dans des zones peu profondes où les méthodes acoustiques sont très coûteuses. La réalisation de campagnes de levé par lidar requièrent cependant des moyens matériels très coûteux. Dans le futur, la miniaturisation du matériel permettra certainement de réaliser ces campagnes avec des drones et non systématiquement avec des avions. En France, une grande partie du littoral de Métropole et d’Outre-Mer a été cartographiée au lidar pour fournir un modèle continu terre/mer dans le cadre du programme Litto3D du SHOM (Service Hydrographique et Océanographique de la Marine). Ces données sont librement accessibles ici : https://data.shom.fr/.
  • 37. reproduire le relief d’un paysage grâce aux deux images produites par chacun de nos yeux. Pour reproduire avec des photos ce que notre cerveau réalise de façon automatique avec notre vue, des calculs géométriques (dont certains sont très complexes) sont nécessaires. Pour faire simple, les calculs photogrammétriques se basent sur l’identification de points homologues entre deux images et une suite de calculs vectoriels permettant de replacer les points homologues dans l’espace. A l’issue de ce processus, un nuage des points remarquables en 3D est obtenu et permet de générer notamment deux types de produits fort utiles dans l’étude des biotopes marins : une mosaïque photographique et un modèle 3D photo- texturé. Les applications de la photogrammétrie en milieu marin sont nombreuses : archéologie, inspection, topographie, biologie, tourisme pour ne citer que les plus courantes. Depuis quelques années, les habitats marins de Méditerranée sont de plus en plus fréquemment cartographiés et étudiés avec cette technique. Parmi eux, les prairies formées par la plante marine Posidonia oceanica (la posidonie) le long de nos côtes méditerranéennes révèlent des informations inédites sur leur structure spatiale dans les trois dimensions et la richesse de l’alternance de biotopes des fonds marins. Pour se rendre compte de la puissance d’observation fournie par la photogrammétrie, il faut savoir que les méthodes classiques de cartographie des herbiers (principalement avec des sondeurs acoustiques) ont une résolution, au mieux, de l’ordre du décimètre ou du mètre. Les mosaïques photographiques issues de la photogrammétrie ont quant à elle une résolution centimétrique voire millimétrique. Grâce à cette haute définition, il est possible depuis une petite dizaine d’années, cela est possible sous l’eau grâce à l’avènement de la photogrammétrie sous-marine. Mais tout d’abord, la photogrammétrie qu’est-ce que c’est ? Pour faire simple, c’est une technique de mesure utilisant la parallaxe entre différente photographies pour reconstituer le relief de la scène photographiée (par exemple un paysage, un monument, une sculpture). En fait, la photogrammétrie fonctionne sur le même principe que notre vision stéréoscopique. Par exemple nous sommes capables de Doris blanc à couronne d’or (Diaphorodoris alba) parmi les algues. Photo : Erwan l’Her. Exemple de reconnaissance des habitats marins sur des données lidar en utilisant un algorithme mettant en lumière le relief du fond. Source : Seaviews. Technique La cartographie sous-marine 72 Sea(e)scape n°5 73 Sea(e)scape n°5 Les fonds marins en très haute définition grâce à la photogrammétrie A ce stade de l’article vous devez certainement penser que ces moyens de télédétection ont l’air très performants, mais pourquoi ne pas utiliser directement des photographies des fonds marins, que l’ont assemblerait pour avoir une immense mosaïque éliminant tout doute sur ce qui se trouve sur le fond des océans ? Et bien, Modèle 3D photo-texturé d’un récif corallien de Guadeloupe généré par photogrammétrie. Source : Arnaud Abadie.
  • 38. Mosaïque d’orthophotographies sous-marines d’un herbier de posidonies en Méditerranée. Source : Seaviews. Technique La cartographie sous-marine 74 Sea(e)scape n°5 75 Sea(e)scape n°5 non seulement d’identifier la totalité des habitats et des substrats (herbier feuillu, herbier non feuillu, dépôts de feuilles mortes, sédiments,), mais aussi d’identifier certaines espèces fixées ou peu mobiles inféodées à la prairie de posidonies (oursins, holothuries, grandes nacres, autres plantes et algues marines). Bien évidemment, la photogrammétrie a des limites qui résident principalement dans la petite taille des zones cartographiées (de l’ordre de l’hectare) quand les techniques acoustiques permettent de mesurer des dizaines de kilomètres carré. Nulle doute que dans les années à venir les limites de la photogrammétrie seront repoussées grâce aux progrès techniques. Le mot de la Fin Ce court article ne fait qu’introduire la thématique de la cartographie sous-marine. Les techniques et les équipements évoluent sans cesse à une vitesse qui s’accélère depuis une quinzaine d’années. Une formidable palette d’outils est à la disposition des scientifiques et des gestionnaires du milieu marin selon leur capacité financière, la taille de la zone et le sujet à étudier ainsi que la résolution des données désirée. Il faut cependant garder à l’esprit la mesure de notre ignorance de la nature des fonds marins, car la grande majorité des cartographies réalisées concerne les eaux littorales. Les grands fonds gardent tous leurs mystères, la surface de la Lune et de Mars étant mieux connue que celle de nos océans. Pour en savoir (beaucoup) plus http://expositions.bnf.fr/lamer/arret/index13.htm https://www.amhydro.org/assets/files/Chapitre-3.pdf Abadie A, Viala C (2018) Le sondeur multifaisceaux en hydrographie : utilisations actuelles et futures. XYZ 157: 17-27 Abadie A, Boissery P, Viala C (2018) Georeferenced underwater photogrammetry to map marine habitats and submerged artificial structures. The Photogrammetric Record 33 (164): 448-469 Le mot de la Fin 1 Sonogramme : représentation utilisée pour l'analyse spectrale des sons selon une graduation de couleur, en fonction de la fréquence et du temps, respectivement portés en ordonnée et en abscisse. La bathymétrie en trois dimensions permet de détecter la limite des différents habitats marins comme ici dans la baie de Calvi en Corse. Source : Seaviews.
  • 39. Remplir avec de l’eau des carrières de pierres une fois que leur exploitation est terminée n’est pas nouveau. Cependant, les belges ont élevé cette pratique à un tel niveau qu’elles sont devenues la principale attraction subaquatique du pays. Sous l’eau il fait froid, il y a peu de lumière mais la biodiversité y est toujours très surprenante. Entre les espèces naturellement présentes, celles introduites volontairement et celles qui sont invasives, chacun de ces petits trous d’eau, dont la profondeur peu tout de même dépasser 50 m, constitue un véritable paradis pour les naturaliste. Et c’est sans compter sur la quantité ahurissantes d’objets, de véhicules et de statues immergées par les gérants des carrières. François Vandenbosch Biologie La vie subaquatique des carrières belges 76 Sea(e)scape n°5 77 Sea(e)scape n°5 ODE NATURALISTE AUX CARRIÈRES BELGES SUBMERGÉES Les sterlets (Acipenser ruthenus) introduits dans les carrières belges sont très curieux et peu craintifs car ils sont souvent nourris par les plongeurs. Photo : Arnaud Abadie.
  • 40. Pourquoi les carrières belges ? Le plat pays n'est pas spécialement tourné vers la mer. Bien qu'il ne soit pas dépourvu de ports importants tel quel Zeebruge et surtout Anvers, deuxième plus grand port d'Europe, les territoires marins belges restent très limités : moins de 100 km de trait de côte, du sable, du sable et encore du sable et une profondeur maximale de 40 mètres. De plus, l’eau est chargée de sédiments et de particules apportés par l’Escaut. Enfin, la circulation maritime est importante : les eaux territoriales accueillent des dispositifs de séparation du trafic avec des couloirs de navigations parfaitement définis. Au niveau biologique, les seuls points d’intérêts où se concentrent les espèces sont quelques épaves ou les piliers des éoliennes offshore sur lesquels seuls les scientifiques plongent. Malgré les 224 espèces recensée sur ces substrat durs artificiels, aucune espèce végétale n’a été recensée en zone subtidale, en raison de l’absence de lumière La carrière de Floreffe sous la glace en plein hiver. Photo : Arnaud Abadie. suffisante. Pour satisfaire leur curiosité, les naturalistes ont tout de même de quoi faire mais en restant au sec. La côté belge est en effet encadrée par deux réserves naturelles, chacune collées aux frontières nationales. Côté français, un complexe dunaire de 340 ha forme la réserve naturelle du Westhoek (depuis 1957) et présente une grande diversité floristique et faunistique. Au printemps, on peut croiser de nombreuses espèces d'orchidées. Côté hollandais, la réserve Ornithologique du Zwin est constituée d'un estuaire où des espèces migratrices viennent faire une halte. Côté flore, on peut notamment y trouver la salicorne, grande habituée des slikkes1. Dans ces deux réserves, des sentiers balisés sont aménagés, ce qui permet à tout un chacun de profiter de ces espaces naturels. Cependant, pour trouver de véritables pépites aquatiques, il faut rentrer dans les terres et aller à la rencontres des carrières abandonnées. Une diversité de formes Lac artificiel, carrières de sable, de marbre ou de pierre, chaque trou rempli d'eau est unique et possède ses propres caractéristiques. La profondeur des carrières en Belgique est variable en fonction du site. Les carrières de sable de Flandre (nord de la Belgique) sont généralement peu profonde (20 mètres au maximum). Le lac de la Plate Taille descend jusqu’à 30-35 mètres et les autres carrières de pierre ont une profondeur variable, entre 30 et 50 m. Le fond des carrières est rarement intéressant. Souvent plongé dans l'obscurité, c'est en général à cet endroit que s’accumule la vase. Les carrières sont des vases clos. En dehors d’un lien avec la nappe phréatique qui s’infiltre dans la roche poreuse, la seule arrivée d’eau correspond à la pluie. Le niveau d’eau est donc généralement stable et dépend principalement de cette nappe phréatique. Les exemples les plus marquants sont la carrière de Rochefontaine et la carrière de Lillé. L’eau de la carrière de Rochefontaine est encore pompée pour faire fonctionner la marbrerie toujours en activité à côté de la carrière. Lors d’étés particulièrement secs, le niveau d’eau avait baissé de plusieurs mètres En ce qui concerne la carrière de Lillé, le niveau d’eau baisse sensiblement depuis des années. Enfin, il y a le cas spécial de la Plate taille. Il s’agit d’un lac artificiel créé suite à la Biologie La vie subaquatique des carrières belges 78 Sea(e)scape n°5 79 Sea(e)scape n°5 Le lac de l’Eau d’Heure issu du barrage du même nom. Photo : Arnaud Abadie.
  • 41. mais aussi très discret, le silure glane (Silurus glanis). Ce poisson ne peut se rencontrer que dans quelques carrières spécifiques et les individus belges ne sont pas aussi impressionnants que leurs cousins français, géants du Rhône, du Tarn, de la Dordogne ou de la Garonne pour ne citer que ces fleuves. Néanmoins, voir sa bouille moustachue émerger de l’obscurité à la sortie d’un nuage de vase fait tout de même son petit effet, même si l’animal en question mesure moins d’un mètre. Les rencontres avec cet animal sont relativement rare. En effet, cet animal nocturne préfère se cacher la journée. Et il y en a rarement plus d’un par carrière. Si l’on continue avec les poissons, il y a trois autres prédateurs qui sont très fréquent : les perches (Perca fluviatilis), présentent dans chaque trou d’eau et qui font partie des meubles, le brochet (Esox lucius), également très bien représenté mais plus discret en raison de son camouflage et de sa technique de chasse à l’affût dans les algues et enfin l’élégant Sandre (Sander lucioperca), tout argenté et moins fréquent. Ces derniers effet, le trou passe à travers une couche géologique riche en fossiles du pliocène (-5 à -2 millions d’années). On trouve notamment des bivalves, des gastéropodes et, avec beaucoup de chance, quelques dents de requins fossiles. Haut lieu de la biodiversité Passons maintenant à ce qui vit dans ces carrières. Commençons par le plus grand, Silure glane (Silurus glanis). Photo : Alain Peeters. Biologie La vie subaquatique des carrières belges 80 Sea(e)scape n°5 81 Sea(e)scape n°5 construction d’un barrage hydroélectrique. Si les vannes sont ouvertes, le niveau d’eau peut baisser de plusieurs mètres également, malgré son énorme surface. Autre conséquence liée à cet environnement cloisonné, l’absence de courant , en dehors du Lac de la Plate taille où un courant peut être ressenti lorsque les vannes du barrage sont ouvertes. Certaines carrières, comme celle de Villers-les-deux églises, a recourt à de l’air comprimé pour créer une circulation d’eau. Une pompe envoie de l’air sous pression dans un tuyau dont l’extrémité est percée à intervalles régulier, créant ainsi un rideau de bulles qui entraîne l’eau depuis les profondeurs vers la surface. Cela a pour effet d’améliorer la clarté de l’eau. L’absence de courant et l’immobilité des masses d’eau entraîne forcément l’apparition de thermoclines2 très marquées. La plus impressionnante se trouve dans la carrière de Dongelberg (à prononcer Donjelbert ou Donguelbergue), à une cinquantaine de kilomètres de Bruxelles. Si les 8 premiers mètres suivent les températures saisonnières, à partir de 10 mètres, l’eau est à 4°C. Ce phénomène peut s’expliquer assez facilement. Au fond de la carrière, il y a une source dont l’eau remonte dans la carrière pour s‘équilibrer avec les nappes phréatiques. Cette source naturelle n’est pas chauffée et libère donc de l’eau à 4°C. Cette thermocline1 marquée a un autre effet saisissant : dans la couche superficielle, le phytoplancton donne tout ce qu’il a et se développe en quantités astronomiques. Une fois la thermocline passée, l’eau devient plus claire mais toute la lumière a été filtrée par les micro-organismes. Un autre endroit où la thermocline est saisissante est la carrière de sable d’Ekeren, près de la ville portuaire d’Anvers (le ’s’ n’est pas muet). Les côtés de la carrière tombent en pente douce mais son centre prend la forme d’un trou aux parois verticales. De nouveau, la température dans ce trou est de 4°C. A noter que dans cette carrière, il est possible de trouver des fossiles marins. En