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PACTE

Contexte

«PAst to Current land-sea Continuum: socio-ecosystem Trajectories derived from a regional pilot site » est une étude interdisciplinaire de l’environnement estuarien macro-tidal qui vise à reconstituer la trajectoire du socioécosystème de la rade de Brest.

PACTE est désormais l’un des projets phares d’ISblue. Il rejoint les autres projets phares et est particulièrement en phase avec le thème 3 « Durabilité des systèmes côtiers » et le thème 5 « Systèmes d’observation à long terme pour la connaissance des océans ».

La baie de Brest est un écosystème côtier qui a été exposé à de fortes pressions anthropogéniques au cours des dernières décennies, en particulier après la Seconde Guerre mondiale. En utilisant des carottes de sédiments prélevées dans la baie, PACTE vise à reconstituer les changements environnementaux passés à une haute résolution temporelle.

Carottage en mer et analyse des prélèvements

Le projet PACTE

Un projet interdisciplinaire :

Autant de par l’environnement étudié que par l’aspect décloisonner de ses axes d’étude, le projet PACTE se place comme un système complexe nécessitant des études interdisciplinaires et le croisement de notions et concepts de différents champs disciplinaires

À l’échelle locale et avec une approche terre-mer :

L’observation à l’échelle locale est nécessaire pour décrypter les interactions « climat-écologie-anthropie » et établir des corrélations robustes entre les forces motrices et les changements environnementaux à travers le temps.

Le site d’étude est approché en tant que continuum terre-mer et dans une perspective de long terme, au moins sur les deux derniers siècles.

Le principal objectif est alors de reconstituer la première frise chronosystémique d’évolution du socioécosystème de la rade de Brest, et de mettre en évidence et modéliser l’ampleur des déséquilibres auxquels la baie de Brest est confrontée lorsqu’elle est exposée aux oscillations climatiques et aux pratiques d’utilisation des terres par l’homme.

Problématiques

Pour répondre à cet objectif, le projet PACTE s’oriente vers trois problématiques :

  • Peut-on enregistrer, avec les paléoreconstructions de la rade de Brest, une variabilité interannuelle résultant d’oscillations climatiques naturelles ?
  • Les changements environnementaux régionaux d’origine anthropique, et leurs effets associés, représentent-ils des ruptures dans le fonctionnement à long terme des écosystèmes de la rade de Brest ?
  • Peut-on utiliser les données instrumentales historiques pour construire et valider un modèle du continuum terre-mer et le confronter dans le passé aux paléoreconstructions de la rade de Brest ?

Développement

Le projet PACTE s’emploie à répondre à ces questionnements scientifiques par le déploiement d’une stratégie d’étude intégrée comprenant différents aspects :

  • La rétro-observation sédimentologique, géochimique, paléoécologique et paléogénétique à partir des archives sédimentaires estuariennes.
  • L’analyse des archives historiques d’usage et d’occupation des bassins versants (agriculture, activités industrielles), des activités maritimes (pêche, aquaculture) et des évènements climatiques majeurs (tempêtes, températures extrêmes, crues), ainsi que le suivi instrumental des hydrosystèmes fluviaux et côtiers.
  • La modélisation numérique de la trajectoire physico-biogéochimique des estuaires au sein du continuum terre-mer (débit, température de l’eau, concentration, ratios et flux en nutriments, taux d’oxygénation, biomasse phytoplanctonique…) à partir du couplage de modèles fluviatiles et estuariens/marins.

Le projet combine ainsi plusieurs techniques :

  • Des bio-indicateurs marins fossilisés et des outils biomoléculaires permettent d’analyser les changements passés dans les communautés biologiques. En parallèle, les changements dans les paysages de la rade seront étudiés à l’aide d’analyses sédimentologiques et de traceurs polliniques.
  • Les sources et la dispersion des pollutions historiques (occasionnelles ou chroniques) seront étudiées à l’aide de métaux lourds et d’isotopes du plomb.
  • Toutes les données obtenues à partir des carottes de sédiments seront rassemblées avec les données instrumentales (délivrées par les services de l’observatoire de l’IUEM et les gestionnaires des bassins versants) ainsi que les chroniques historiques (thèse en cours qui a débuté en octobre 2021 entre l’IUEM et le CRBC).
  • En parallèle, un modèle du continuum terre-mer sera développé et validé par rapport aux données environnementales actuelles avant d’être appliqué à la période précédant la Seconde Guerre mondiale.

L’intercomparaison modèle-données permettra d’établir et de discuter des relations causales robustes entre les différents compartiments éco-socio établis grâce aux paléoreconstructions, et de simuler, aussi précisément que possible, les trajectoires passées à actuelles, permettant ensuite d’envisager des trajectoires et scénarios futurs.

Organisation

Le projet PACTE s’articule autour de quatre groupes de travail ou Work Package (WP) :

  • Le groupe 1 : « Project coordination » concerne la coordination générale du projet ainsi que la communication autour de celui-ci.
    Coord : A. Penaud (Geo-Ocean, IUEM)
  • Le groupe 2 : « Geomorphological and landscape changes » se focalise sur les principaux changements des reliefs et des paysages (végétation, géomorphologie, flux de sédiments) influencés par le climat (précipitations, tempêtes, inondations) et les activités humaines au cours des derniers siècles.
    Coord : J. Goslin (Geo-Ocean, Ifremer) et C. Lambert (LEMAR, CNRS).
  • Le groupe 3 : « Shifts in biological communities » se concentre sur l’évolution des espèces et des communautés biologique dans le temps en fonction des changements de leur environnement physique et biologique. Plus particulièrement il se demande si les variations des communautés de protistes coïncident avec les perturbations hydrologiques de la baie de Brest.
    Coord : R. Siano (DYNECO, Ifremer) et J. Sutton (LEMAR, UBO)
  • Le groupe 4 : « Modelled-data comparison » compare les données modélisées à la fois pour l’aspect historique à l’aide du projet HistoRade, mais également sur l’aspect continuum Terre/Mer. Il cherche à identifier quelle est la trajectoire socioécosystémique, ou la propagation des impacts le long du continuum terre-mer, en réponse à la variabilité du climat et à l’anthropisation directe.
    Coord : Y-M. Paulet (LEMAR, UBO) et M. Raimonet (LEMAR, CNRS)

Collaborations :

Contact :

Mail: Aurélie Penaud