Soutenance de thèse: Arnaud ABADIE (10 novembre 2016)

La posidonie (Posidonia oceanica) est une plante marine endémique de Méditerranée. Elle forme de vastes herbiers de la surface à plus de quarante mètres de profondeur sur la majeure partie des côtes françaises. Ces herbiers abritent une grande biodiversité marine et soutiennent ainsi l’écosystème le plus riche de Méditerranée. Cet écosystème fournie des services écologiques et économiques majeurs notamment en abritant de nombreuses espèces d’intérêt commercial, en protégeant la côte de l’érosion et en séquestrant du carbone de l’atmosphère.
 
Les herbiers de posidonie ne sont pas de vastes étendues monotones. Bien au contraire, elles sont parsemées de trous de sable ou de matte morte (complexe formé par la nécromasse des rhizomes/racines du sédiment), formant ainsi des paysages sous-marins très hétérogènes. Ces trous sont traditionnellement appelés ‘intermattes’ et peuvent être d’origine naturelle ou anthropique. Plus particulièrement, les intermattes d’origine anthropique sont le fruit d’activités humaines facilement identifiables telles que l’ancrage, le chalutage, l’aquaculture et l’utilisation d’explosifs. Bien que les intermattes soient qualitativement décrites depuis le début des années 1950, aucun travail n’a précisément étudié leur dynamique.
 
Ces travaux de thèse de doctorat en entreprise se proposent donc de décrire la dynamique spatiale des intermattes naturelles et anthropiques à petite et grande échelle. Afin de répondre à des objectifs de gestion, une attention particulière est portée à l’étude de l’impact de l’ancrage des navires de plaisance sur la posidonie. A partir de ces observations, des indices d’évaluation de l’état de conservation des herbiers de posidonie sont mis au points.
 
Les intermattes naturelles ce présentent comme des trous de sable au sein des herbiers de posidonie. Leur longueur varie de quelques mètres à plusieurs centaines de mètre de long. Deux bordures très différentes y sont observées. Une bordure se présente sous la forme d’un tombant de matte pouvant mesurer plusieurs mètres de haut. Ce tombant est érodé par les courants de fonds. Face à ce mur vertical, l’herbier adjacent recolonise l’intermatte de sable. Les courants de fond à l’origine de ces intermattes sont générés par la houle principale dirigée vers la côte. Ainsi, l’érosion étant égale à la colonisation par la posidonie et ces deux phénomènes étant orientés dans la même direction, les intermattes naturelles ont tendance à migrer lentement vers le littoral à la vitesse moyenne de 10 cm/an. En étudiant plus en détail le processus de colonisation et plus spécifiquement les interactions chimiques entre la posidonie et le sédiment sur lequel elle se développe, on observe que peu d’éléments nutritifs sont présents révélant leur consommation par la plante durant la colonisation.
 
Les intermattes d’origine humaine quant à elles présentent une structure différente des intermattes naturelles. Leur forme dépend de l’activité à l’origine de leur formation. Par exemple, les intermattes issues de l’arrachage de la posidonie par l’ancrage et le chalutage prennent la forme de traces longues et étroites alors que les traces d’explosions et les cages d’aquaculture génèrent des intermattes de forme ronde. En se focalisant sur les intermattes issues de l’ancrage intensif, on observe que la colonisation et l’érosion se produisent à la même vitesse, mais à la différence des intermattes naturelles elle n’est pas homogène sur la bordure. De plus, bien que l’ancrage génère une destruction mécanique de l’herbier, il initie un processus de dégradation du substrat qui favorise la formation de composés toxiques pour la plante tel que le sulfure d’hydrogène.
 
A grande échelle spatiale, à partir de l’analyse du paysage sous-marin formés par la mosaïque des intermattes naturelles et anthropiques, un nouvel indice d’évaluation de l’état de conservation des herbiers de posidonie a été créé. En utilisant des cartographies des fonds marins, il permet de déterminer l’origine (naturelle ou anthropique) des herbiers de la zone étudiée. En le calculant autour de la Corse, il apparaît que certains herbiers de posidonie ne présentent aucune intermatte d’origine humaine alors que d’autres zones révèlent des impacts anthropiques. En réalisant la synthèse des études d’écologie paysagère sur les herbiers de posidonie, il apparaît que, si la structure des paysages sous-marins est désormais étudiée à grande échelle spatiale avec des cartographies à haute résolution, il est à ce jour très difficile de la relier à la répartition des organismes marins. Ceci est notamment dû à un manque de données sur le comportement des espèces marines mais également à la méthode d’analyse des données paysagères.
 
Après une comparaison des méthodes d’étude in situ des intermattes, et dans le but de fournir une analyse efficace de l’impact de l’ancrage sur les herbiers de posidonie, deux indices complémentaires ont été mis au point durant ce doctorat en se basant sur la une zone d’ancrage intensif en baie de Calvi.  Le premier indice compile une analyse cartographique et la pression d’ancrage dans la zone d’étude, permettant de détecter les zones déjà endommagées par l’ancrage. Cet outil permet ainsi aux gestionnaires du milieu marin de proposer un suivi approfondi et/ou des mesures de gestion dans ces lieux impactés. Le second indice, basé sur des observations en plongée sous-marine et la fréquentation de la zone d’intérêt par les navires de plaisance, permet un suivi de l’évolution de l’impact de l’ancrage sur la posidonie. Il peut être utilisé à plusieurs profondeurs et est optimisé pour nécessité un nombre minimum de temps sur le terrain et ainsi un coût réduit. Si ces deux indices semblent prometteurs dans un but de conservation des herbiers de posidonie, il reste cependant à les valider dans d’autres site d’ancrage intensif.
 
En étudiant les intermattes des herbiers de posidonie, unités fondamentales du paysage sous-marin, ces travaux de doctorat apportent une nouvelle vision du phénomène de fragmentation des herbiers de Méditerranée. Ils peuvent être ainsi naturellement très morcelés. Les intermattes anthropiques n’ont pas la même dynamique que les naturelles, cela se traduisant par des formes différentes. Les activités humaines augmentent ainsi le morcellement des herbiers de posidonie en créant des intermattes artificielles. Si dans un premier temps on assiste à une complexification du paysage de posidonie, il en résulte à long terme une régression des herbiers.