Thèse Howdy - Dynamique des Formations Récifales à Sabellaria Alveolata Hermelles Variations Spatiales Multi-Échelles et Conséquences sur les Changements à Long-Terme H/F - Doctorat.Gouv.Fr

Établissement : Institut français de recherche pour l'exploitation de la mer École doctorale : École doctorale Sciences de La Mer et du Littoral Laboratoire de recherche : Dynamique des Ecosystèmes Côtiers Direction de la thèse : Stanislas DUBOIS ORCID https://orcid.org/00 Date limite de candidature : 2026-07-10T00:00:00 Les formations récifales construites par l'annélide polychète Sabellaria alveolata (ou hermelles) sont des habitats biogéniques fréquents sur les côtes européennes, où ils assurent des rôles écologiques majeurs : ils piègent et maintiennent des volumes sédimentaires qui limitent l'érosion côtière, leur activité de filtration crée un filtre biologique et ils structurent des assemblages d'espèces associées qui contrastent avec les habitats sédimentaires adjacents. Ces fonctions sont directement liées à l'étendue de ces habitats qui sont identifiés comme prioritaires aux regards des directives européennes dans l'ensemble des aires marines protégées où ils se développent. Les mesures régionales et nationales de protection dont ils font l'objet sont également très dépendantes de leur dynamique spatiale et temporelle, très hétérogène. L'objectif de ce projet de thèse est de comprendre les dynamiques spatiales des formations récifales et hiérarchiser les sources de variabilité à échelle locale (recrutement larvaire et conditions physico-chimiques locales) et à échelle régionale (climatologie et environnement hydro-sédimentaire). La temporalité doit s'inscrire sur le long terme (décennie a minima ) en collectant et standardisant des efforts cartographiques dispersés et peu visibles (des années 1970 à nos jours) et en les analysant à travers les sources de variabilités de plusieurs sites contrastés. In fine, ce besoin de connaissances sera fondamental pour les futures mesures de protection dont bénéficient ces habitats (« décret sur la protection des habitats naturels » en 2025) et pour les initiatives de restauration qui émergent déjà. 3 - Methodologie Sites d'étude - Afin de quantifier les échelles spatiales impliquées, deux grands récifs à S. alveolata ont été sélectionnés dans des environnements où leurs contours sont facilement discernables et où les conditions environnementales diffèrent : (1) les récifs de la baie du Mont-Saint-Michel (Manche) - environnement soumis à un régime méga-tidal et faisant l'objet d'un arrêté de protection habitat naturel récent. Ces récifs couvrent environ 150 hectares et se composent de deux grands récifs soumis à des pressions anthropiques indirectes contrastées (mytiliculture) ; (2) les récifs situés à proximité de l'île de Noirmoutier (Atlantique) - environnement soumis à un régime de marées moyennes, à faible pression anthropique et à la dynamique sédimentaire estuarienne. Ce récif couvre environ 20 hectares. Methodes - Plusieurs approches complémentaires seront mises en oeuvre, en fonction des échelles spatiales : (1) Une surveillance in situ à micro-échelle sera effectuée à l'aide de la photogrammétrie avec des photographies (manuelles) d'un ensemble de structures récifales identifiées (structures isolées en forme de boule ou petites zones récifales - de l'ordre du metre carré) à haute fréquence (mensuelle) et avec une précision infra-centimétrique. Les zones de recrutement des larves et les taux de croissance (progression) seront calculés en estimant les volumes des récifs ; (2) Une surveillance photogrammétrique à méso-échelle sera effectuée par drone (RVB) sur des zones d'environ 1 hectare à intervalles saisonniers afin de fournir des cartes détaillées des zones d'accrétion et d'érosion dans les structures récifales et d'en déduire des mesures du paysage. Les récifs seront automatiquement identifiés à l'aide d'un traitement en chaîne par apprentissage profond. Ces évaluations seront répétées dans de nombreuses zones où les variables hydro-sédimentaires seront quantifiées, soit par des mesures in situ - lorsque l'installation de capteurs le permet (température, vitesse du courant, force des vagues) - soit par des modèles hydrodynamiques lorsque le modèle physique le permet, c'est-à-dire lorsque la taille des mailles des modèles permet d'obtenir des valeurs pertinentes ; (3) Des travaux d'écologie historique seront menés afin de collecter, standardiser et analyser l'ensemble des données photographiques et cartographiques concernant les habitats récifaux des deux sites (baie du Mont-Saint-Michel et île de Noirmoutier). Une quantité importante de littérature grise a été publiée entre les années 1970 et les années 2000. L'accès aux données satellitaires (par exemple Pléiades) a été facilité au cours des vingt dernières années. Plus récemment, la démocratisation des relevés par drone a permis des acquisitions cartographiques régulières. Ces données, hétérogènes tant par leur couverture spatiale que par leur résolution, devront faire l'objet d'un important travail de standardisation et de quantification afin d'analyser les évolutions à grande échelle. Des variables physiques seront extraites de nouvelles simulations de modèles (souvent disponibles à partir des années 1980) à une échelle correspondant à l'ensemble du site. Le lien entre les changements spatiaux et les données environnementales sera testé à l'aide de modèles de corrélation et de covariance.
4 - Ressources disponibles pour le(la) doctorant(e) pour la durée du projet
Ressources humaines - Le doctorant bénéficiera de l'émulation scientifique d'une équipe qui étudie cet habitat depuis longtemps, aux niveaux national et européen (gestion de projets et publications). L'équipe scientifique constituée autour de ce projet spécifique impliquera des experts des habitats récifaux en France et en Europe afin de permettre un développement scientifique optimal et de favoriser des collaborations enrichissantes. Ressources techniques - Au-delà des connaissances empiriques, des outils de cartographie tels que les drones et les logiciels de photogrammétrie sont déployés depuis plusieurs années par l'équipe (LEBCO), qui dispose d'ingénieurs et de techniciens pour le soutien de terrain et les acquisitions (y compris des télépilotes de drones certifiés). Ressources financières - Un co-financement (50%) est acquis auprès de l'IFREMER. Une demande de financement complémentaire pour le contrat doctoral est prévue auprès des régions Bretagne et Pays de la Loire. 1 - Contexte scientifique Les habitats côtiers intertidaux sont largement structurés par des espèces ingénieurs (herbiers de macroalgues, bancs de moules, bancs d'huîtres, etc.), qui influencent les schémas de biodiversité et les fonctions écologiques associées. Parmi ces habitats, les récifs construits par l'annélide polychète Sabellaria alveolata (également connu sous le nom d'hermelles) sont répandus dans toute l'Europe, tant dans les environnements rocheux que sédimentaires. Cette espèce construit les plus grandes structures récifales animales d'Europe. L'espèce capture les sédiments en suspension et construit un tube en combinant les grains de sable avec un ciment biologique. La nature grégaire de l'espèce conduit les tubes à se coller les uns aux autres pour former des structures récifales. Ces récifs peuvent prendre plusieurs formes (Curd et al. 2019) : des formes encroûtantes fixées aux rochers aux monticules ou plateformes récifales pouvant dépasser 2 mètres de hauteur. Dans les systèmes où les récifs se développent, ils remplissent des fonctions écologiques essentielles : (1) la richesse des espèces est nettement plus élevée que dans les sédiments voisins et les assemblages d'espèces sont uniques (Dubois et al. 2002, Jones et al. 2018, Muller et al. 2021), (2) l'activité de filtration des vers permet de considérer le récif comme un filtre biologique (Dubois et al. 2009), et (3) l'entretien et la construction des tubes piègent de grandes quantités de sédiments et limitent les processus d'érosion côtière (Noernberg et al. 2010, Lisco et al. 2020). En tant que récifs, ces habitats font l'objet d'une protection spéciale en vertu de la directive européenne « Habitats », notamment dans les zones marines protégées telles que les parcs marins nationaux ou les sites Natura 2000. Tout récemment, le gouvernement français a publié un nouvel outil législatif (« arrêté de protection habitat naturel ») applicable à la protection des récifs dans la baie du Mont-Saint-Michel. Il fixe des limites à l'intérieur desquelles les activités humaines sont fortement restreintes. Cependant, la mise en oeuvre d'un tel outil - et, en fin de compte, des mesures de protection - nécessite une compréhension approfondie de la dynamique spatiale et temporelle de cet habitat. Or, celui-ci varie considérablement dans le temps et dans l'espace : l'arrivée massive de larves entraîne des périodes de progradation importante, tandis que les tempêtes hivernales peuvent, à l'inverse, provoquer une érosion et générer des zones de rétrogradation. Il en résulte un récif qui se développe avec une variabilité interannuelle souvent importante et des extensions spatiales parfois difficiles à anticiper.
2 - Objectifs scientifiques
L'objectif scientifique de ce projet est de déterminer et de quantifier les facteurs expliquant la variabilité spatiale et temporelle des habitats récifaux à Sabellaria alveolata (hermelles). Les sources de variabilité peuvent être répertoriées de manière quasi exhaustive d'après la littérature scientifique, mais leurs contributions respectives et la dimension spatiale à laquelle elles se produisent font encore l'objet d'avis d'experts parfois contradictoires. Plus précisément, les objectifs sont de relier les mécanismes de variation (i) à micro-échelle (1-100 m2) (par exemple, le recrutement des larves, la construction des récifs, l'érosion mécanique), (ii) à méso-échelle (100-10 000 m ² ) (par exemple, les modèles hydrodynamiques et les mouvements sédimentaires), et (iii) à l'échelle macroscopique (c'est-à-dire l'ensemble de la zone) (par exemple, les pressions humaines indirectes, les événements climatiques et météorologiques). Cette caractérisation devrait aider à expliquer les variations spatiales de cet habitat au fil du temps et contribuer à suggérer des stratégies pertinentes pour définir l'étendue des zones à surveiller , en particulier dans les aires marines protégées. La compréhension de ces dynamiques devrait également servir de base pour définir l'état écologique (progression et régression) des habitats et la pertinence des actions de restauration qui commencent à voir le jour.