La gestion durable de l’eau et des écosystèmes associés est devenue une des principales préoccupations pour assurer la qualité de la vie sur notre planète et le développement économique durable de nos sociétés. L’eau et les ressources associées de Méditerranée se trouvent actuellement vulnérables face aux pressions anthropiques et climatiques. La recherche sur l’eau et les écosystèmes associées contribue significativement à accroitre les connaissances sur l’état des ressources en eau et de la biodiversité, la compréhension des dynamiques et leur devenir, ainsi que sur la durabilité des services que l’homme en retire. Elle apporte un appui à la décision publique et privée et contribue à l’élaboration de solutions aux grands défis environnementaux.
Dans ce cadre, l’équipe GEM étudie les eaux (continentales, de transition et marines) et les écosystèmes associés. Les objectifs scientifiques sont articulés autour de deux questionnements :
- Caractérisation des eaux et des écosystèmes associés face aux changements globaux : production de nouvelles connaissances sur le fonctionnement, l’adaptation, la résilience et la soutenabilité des systèmes ;
- Conservation et valorisation des ressources en eau et des écosystèmes associés : production de nouvelles technologies/innovations ou nouveaux outils pour la restauration des ressources et/ou pour leurs exploitations durables, favorisant une compréhension globale et permettant aux sociétés de mieux relever les défis aux plans local, régional et mondial.
L’équipe recueille, analyse et intègre des données issues de suivi sur le terrain ou d'expériences en laboratoire. Elle s’appuie sur des plateaux analytiques (service de microscopie électronique, plateau d’analyses hydrogéochimiques et isotopiques) et sur la plateforme Stella Mare (UAR CNRS) concernant l’ingénierie écologique marine et littorale. Afin de répondre aux objectifs scientifiques fixés, l'équipe est organisée en deux axes thématiques de recherche pour la période 2024-2028, tout en intégrant une dimension supplémentaire au regard du changement climatique.
Axe 1 - Hydrogéologie et géochimie des ressources en eau des bassins versants et des aquifères
L’équipe poursuivra ses travaux sur la caractérisation qualitative et quantitative des ressources en eau en contexte climatique méditerranéen et semi-aride. Cette action s’articulera autour des trois objectifs scientifiques suivants mettant à profit l’expertise méthodologique du groupe d’hydrogéologie spécialisé en hydrologie isotopique et en hydrogéochimie :
- Mécanismes hydrogéologiques à l’interface eau douce/eau de transition/eau marine. Les zones humides littorales comme les lagunes et les micro-estuaires constituent pour l’équipe GEM des observatoires communs propices aux échanges scientifiques et aux croisements des approches. Ce sont des territoires très impactés par les évolutions socio-démographiques récentes et par les changements globaux. Nous chercherons à améliorer l’identification et la quantification des flux de polluants depuis les zones continentales vers les zones littorales au moyen de différents traceurs environnementaux (contaminants émergents, isotopes des nitrates,…) que nous croiserons systématiquement avec des indicateurs de l’âge des eaux (tritium, carbone-14, CFC, …) afin de porter une attention particulière à l’identification des legs polluants qui constituent une véritable menace de long terme pour les zones humides littorales.
- Interdépendance entre les eaux de surface et les eaux souterraines en contexte de changement climatique. Le changement climatique va engendrer une augmentation des températures atmosphériques, mais aussi provoquer une augmentation des flux d’évapotranspiration. Ceci va exacerber le déficit d’écoulement vers les hydrosystèmes superficiels ou souterrains et impacter le débit des rivières, intrinsèquement dépendantes d’une plus ou moins forte contribution des eaux souterraines. Notre objectif est de mettre en évidence le rôle des eaux souterraines dans la genèse des débits d’étiages estivaux et d’améliorer la quantification du volume d’eau souterraine susceptible de garantir la continuité hydrologique des cours d’eau, et sur quelle durée. Les outils de l’hydrologie isotopique seront utilisés, sur une sélection de bassins versants, en parallèle d’une sélection de traceurs géochimiques des processus d’interactions eau-roche afin d’isoler la composante souterraine dans le débit des rivières. Plusieurs modèles conceptuels et quantifiés seront utilisés pour proposer une vision prospective de la pérennité des processus. La même approche sera appliquée à des zones humides temporaires, écosystèmes très spécifiques de la Méditerranée.
- Ecohydrologie. Les outils isotopiques permettent de mettre en évidence de façon pertinente le lien entre disponibilité de l’eau, température, flux de carbone et changement climatique. Ils constituent des traceurs fiables pour appréhender de façon fine les perturbations écologiques et hydrologiques sur les milieux humides mais également sur les espèces végétales. Notre objectif sera de travailler à deux échelles : d’une part l’étude de l’utilisation préférentielle de l’eau par certaines espèces végétales (agrumes par exemples) et l’identification des compartiments préférentiels sollicités par les cultures (eau souterraine, eau atmosphérique, eau d’irrigation, …) ; et d’autre part l’investigation d’écosystèmes spécifiques comme les tourbières ou l’on sait que l’interpénétration des cycles de l’eau et du carbone est un point clé de compréhension des mécanismes écohydrologiques.
Axe 2 - Ecosystèmes marins/aquatiques et ingénierie écologique
Concernant le milieu marin et littoral, en lien étroit avec l’UAR CNRS Stella Mare, les objectifs scientifiques en cours seront poursuivis ; la recherche académique sur les écosystèmes marins et littoraux venant en appui des actions d’ingénierie écologique envisagées. Les orientations sont présentées des producteurs primaires jusqu’aux espèces d’intérêts halieutiques, incluant les lagunes côtières et le milieu marin et prenant également en compte également une approche intégrée de l’écosystème.
- Des macrophytes au phytoplancton jusqu’à la restauration durable des lagunes côtières. Les travaux porteront sur : (i) la durabilité des lagunes (impact hydro-climatique, eutrophisation, communautés macro- et microphytiques, trajectoires, résilience, outils d’aide à la gestion, études rétrospectives et prospectives, prise en compte des socio-écosystèmes), (ii) la caractérisation des stocks de carbone présents au sein des lagunes côtières, ainsi que la qualification en tant que source ou puit de carbone en collaboration avec les hydrogéologues, afin de fournir une aide à la décision aux politiques d’atténuation et d’adaptation aux conséquences du changement climatique.
- Des oursins aux huîtres jusqu’à l’aquaculture multitrophique intégrée. Les travaux engagés sur les oursins se poursuivront afin : (i) d’identifier les dynamiques spatiotemporelles des populations naturelles et les facteurs (température, photopériode, salinité, contamination…), (ii) d’identifier les populations fragilisées pour lesquelles des opérations de réhabilitation doivent être envisagées. Concernant l’huître plate, les expérimentations de pratiques culturales seront poursuivies et les individus produits au sein de la plateforme pourront être utilisés comme biofiltreurs pour le piégeage de carbone ou de matière organique. Dans la continuité des activités actuelles, les investigations en aquaculture intégrée multitrophique seront déployées pour notamment évaluer la capacité des espèces extractives à se servir des déchets de la pisciculture pour leur croissance et définir les bénéfices environnementaux.
- Dans la continuité des activités de R&D réalisées au sein de l’UAR Stella Mare, la conception de prototypes innovants visant à soutenir les activités de restauration écologique du milieu marin et littoral à travers l’utilisation de structures artificielles seront poursuivis. Ils permettront : (i) le maintien de la biodiversité marine, (ii) le maintien voire l’augmentation des ressources halieutiques exploitées et (iii) l’amélioration de la qualité environnementale de sites dégradés par les activités anthropiques (bioépuration) ; mais aussi de proposer de nouveaux projets visant à apporter un soutien aux problématiques du changement climatique (séquestration de carbone) ou de l’économie circulaire.
- En écologie halieutique, les travaux porteront sur les différents niveaux d’intégration biologique individuel, populationnel et écosystémique en application à la gestion durable des ressources. Ils se déclineront sur différentes espèces d’intérêt halieutique concernant les traits d’histoire de vies, la structure et la dynamique des populations, l’écologie spatiale (identification d’habitats essentiels, l’utilisation d’habitats et la connectivité), et de manière plus large sur la caractérisation et la quantification de l’exploitation, l’évaluation de stock, la modélisation écosystémique et la restauration écologique. Ces travaux ont vocation à poursuivre l’amélioration des connaissances sur les ressources en Corse et en Méditerranée pour fournir des outils qualitatifs et quantitatifs d’aide à la gestion. Ces recherches prendront en compte les enjeux actuels sur la gestion durable des ressources halieutiques et la restauration de la biodiversité marine dans un contexte de changement climatique et des risques liés aux espèces invasives.
Concernant les milieux aquatiques, le contexte environnemental de plus en plus perturbé (pollutions, introduction d’espèces, mouvements de populations…) auxquels s’ajoutent des changements climatiques majeurs est favorable à la rupture des équilibres et à la prolifération de nombreux pathogènes. Afin de comprendre et d’anticiper ces points de rupture, nous étudierons les interactions hôtes/parasites selon une approche systémique en intégrant une multitude de paramètres régissant le fonctionnement des écosystèmes. Cette approche est d’autant plus nécessaire que les déséquilibres dans les interactions hôtes/parasites peuvent être la cause et/ou la conséquence de graves perturbations au sein des écosystèmes. Ces perturbations pouvant avoir un impact sur la biodiversité de façon générale (disparition d’espèces ou de populations par exemple), sur l’économie (en aquaculture par exemple) ou sur la santé publique. Ainsi ce programme de recherche se poursuivra sur les questions de biodiversité, d’évolution, des zoonoses.
Responsable du GEM : PR Vanina Pasqualini (pasquali_v@univ-corse.fr)