OSPAR - Modélisation de l’eutrophisation
La convention OSPAR (Oslo – Paris) a été adoptée en 1992 par quinze gouvernements européens pour protéger l’environnement marin de l’Atlantique du Nord-Est. Au sein d’OSPAR, le laboratoire Pelagos participe activement à la thématique de l’eutrophisation[1] via la mise en place d’un modèle numérique qui calcule l’effet des apports des nutriments en azote et phosphore par les rivières sur la dynamique du phytoplancton.
Le modèle développé par Pelagos (EcoMars 3D[2])prend en compte les courants marins, l’azote, le phosphore, la silice et le phytoplancton (diatomées, dinoflagellés et nano-picoplancton)[3]. Ce modèle, est comparé aux résultats de huit autres modèles européens, sur les mêmes scénarios et les mêmes forçages atmosphériques (météo) et continentaux (fleuves). Une méthode de « modélisation d’ensemble » permet d’affecter, pour chacune des zones OSPAR, des poids différents à chaque modèle en fonction de leur capacité à reproduire les observations disponibles (in situ et satellite) sur la période 2009-2014.
L’objectif final est de simuler quels seraient les seuils d’apports en azote et phosphore par chaque rivière pour retrouver un bon état écologique[4] de l’Atlantique du Nord-Est en matière d’eutrophisation et de pouvoir mettre en œuvre pour chaque pays les politiques adéquates. Pour cela, un premier exercice a été de simuler l’état de l’Atlantique du nord-est avant la période d’eutrophisation (avant l’intensification de l’agriculture et la production d’engrais, vers 1900) pour disposer d’un état de référence du bon état écologique. Les simulations ont permis de calculer des concentrations inférieures à 40%, 60% et 40% de celles observées aujourd’hui respectivement pour la chlorophylle estivale, l’azote inorganique dissous et le phosphore inorganique dissous hivernaux.
[1] L’eutrophisation est le résultat de l'enrichissement excessif de l'eau par les nutriments qui peut causer une croissance accélérée des algues (macroalgues et microalgues ou phytoplancton). Celle-ci peut alors entrainer des perturbations de l'écosystème marin comme la variation de la quantité de chlorophylle, la composition de la flore et de la faune ainsi que l'épuisement de l’oxygène.
[2] ECO-MARS3D est un modèle tridimensionnel couplant physique et biologie de résolution horizontale 4 km et avec 30 couches de profondeur. Il couvre le Golfe de Gascogne, la Manche et la partie sud de la mer du Nord. La partie biologique comprend les nutriments (N, P, Si), le phytoplancton (diatomées, dinoflagellés, pico-nanoplancton), le zooplancton (micro et méso-zooplancton) et les détritus.
[3] Le phytoplancton est ici séparé en classes de taille, le pico-nanoplancton inférieur à 10 µm (10 millièmes de mm). Les diatomées sont supérieures à 10µm et ont besoin de silice pour pousser, les dinoflagellés sont supérieurs à 10µm et n’ont pas besoin de silice.
[4] Le bon état écologique en matière d’eutrophisation est mesuré par les concentrations en azote, phosphore, chlorophylle et oxygène dissous principalement. Ce bon état écologique, défini par les accords de Grenelle, correspond à des eaux marines conservant la diversité écologique, en bon état sanitaire et productifs dans le cadre de leurs conditions intrinsèques. Il est nécessaire que l’utilisation du milieu marin soit durable, sauvegardant ainsi le potentiel de celui-ci aux fins des utilisations et activités des générations actuelles et à venir.
Contact scientifique : Martin Plus
Collaborations : University Hamburg, Germany, Deltares ; Delft, The Netherlands ; RBINS-OD- Nature - Brussels, Belgium ; Cefas - Lowestoft, United Kingdom ; IOW – Warnemünde, Germany & JRC - Ispra, EU ; AquaEcology, Oldenburg, Germany ; University Oldenburg, Germany ; NIOZ, Texel, The Netherlands ; SMHI, Sweden ; Helmholtz-Zentrum Hereon, Germany
Publications : le rapport des résultats des modèles et la publication associée
Financements : Europe