Effet de la dispersion chimique d’un déversement pétrolier sur le répertoire comportemental du bar Européen (Dicentrarchus labrax). 2- domaine d'innovation stratégique (dis) du projet








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Politique régionale pour le développement de l’enseignement supérieur et de la recherche







Allocations de recherche doctorale (ARED)

Fiche projet 2015




- Date de la demande (16/03/2015) :
1- Identification du projet (en langue française)
- Acronyme du projet (8 caractères maximum) :
COMPET
- Intitulé du projet (en langue française) :
Effet de la dispersion chimique d’un déversement pétrolier sur le répertoire comportemental du bar Européen (Dicentrarchus labrax).
2- Domaine d'innovation stratégique (DIS) du projet
- Cocher le DIS prioritaire au sein duquel le projet de thèse s'intègre. Vous pouvez cocher un DIS secondaire (à préciser en ce cas, point 6 de la présentation du projet). Si aucun DIS ne correspond, cocher « Projet Blanc ».
□ 1/ Innovations sociales et citoyennes pour une société ouverte et créative

□ 2/ Chaîne alimentaire durable pour des aliments de qualité

 3/ Activités maritimes pour une croissance bleue

□ 4/ Technologies pour la société numérique

□ 5/ Santé et bien être pour une meilleure qualité de vie

□ 6/ Technologies de pointe pour les applications industrielles

□ 7/ Observation et ingénieries écologique et énergétique au service de l’environnement

□ Projet Blanc
- Préciser le sous-domaine correspondant :
3F- Sécurité et sureté maritime



3- Présentation de l’établissement porteur (bénéficiaire de l’aide régionale)


- Établissement porteur du projet (implantation obligatoire sur le territoire régional) :
Université de Bretagne Occidentale, Laboratoire des sciences de l'Environnement marin (LEMAR, UMR-6539 ),

Centre de documentation, de recherche et d'expérimentations sur les pollutions accidentelles des eaux (Cedre).
- Ecole Doctorale :
Ecole Doctorale des Sciences de la Mer, IUEM, Plouzané.


4- Identification du-de la responsable du projet (futur-e directeur-trice de thèse)


- Nom et prénom : CLAIREAUX Guy

- Genre du-de la responsable du projet (H) :

- e-mail : guy.claireaux@univ-brest.fr

- Téléphone : 02 98 22 49 38

- Unité: Laboratoire des sciences de l'Environnement marin (LEMAR, UMR-6539)
- Nombre HDR dans l'équipe d'accueil : 40

- Nombre de thèses en cours : 32

- Nombre de post-docs en cours :40
- Publications récentes du directeur-trice de thèse :
Nombre total de publications de rang A : 70
Cinq publications pertinentes au cours des 5 dernières années :

  • Claireaux, G. et Davoodi, F. (2010). Effect of exposure to petroleum hydrocarbons upon the cardiorespiratory function in the common sole (Solea solea). Aquat. Toxicol. 98: 113-119.

  • Marras, S., Killen, S.S., Claireaux, G., Domenici, P. and McKenzie, D.J. (2011).Behavioural and kinematic components of the fast-start escape response in fish: individual variation and temporal repeatability. J.Exp.Biol. 214: 3102-3110.

  • Gilliers, C., Claireaux, G., Galois, R., Loizeau, V. et Le Pape, O. (2012). Influence of Hydrocarbons Exposure on Survival, Growth and Condition of Juvenile Flatfish: A Mesocosm Experiment. J.Life Sci., 4: 113-122.

  • Claireaux, G., Théron, M., Prineau, M., Dussauze, M., Merlin, F.-X. et Le-Floch, S. (2013). Oil exposure, dispersant, environmental adaptation and natural selection in the European sea bass, Dicentrarchus labrax. Aquat. Tox. 130-131: 160-170.

  • Lavergne, E., Pedron, N., Calves, I., Claireaux, G., Mazurais, D., Zambonino-Infante, J., Le Bayon, N., Cahu, C. and Laroche J. (2015). Does the chronic chemical contamination of a European flounder population decrease its thermal tolerance? In press in Marine Pollution Bulletin.


- Co-directeur-trice de thèse : Stéphane Le Floch

- Equipe de recherche co-encadrante : Cedre



5- Présentation du projet (en langue française, 2 à 3 pages)


- Résumé du projet :

Le développement économique des zones côtières et l’augmentation du trafic maritime s’accompagnent d’une aggravation des risques de déversements d’hydrocarbures. Si la dispersion chimique est reconnue pour être efficace pour traiter une marée noire, elle est, depuis l’accident de la plateforme Deepwater Horizon dans le Golfe du Mexique, un sujet très controversée. A la base de cette controverse est l’impossibilité actuelle de déterminer dans quelle mesure le risque écologique associé à un déversement de pétrole est augmenté ou diminué après ce type de traitement. La première ligne de défense d’un organisme confronté à des conditions de milieux défavorables est d’ordre comportemental, les réponses d’ordre physiologique n’intervenant qu’une fois le répertoire comportemental épuisé ou rendu inefficace. Bien qu’elle soit le premier déterminant de la durée et de la sévérité d’une exposition à des conditions défavorables, la réponse comportementale des poissons face à un déversement pétrolier reste très peu étudiée. Plus surprenant, il n’existe aucune information quant aux effets d’un tel déversement sur l’étendue du répertoire comportemental des poissons, ni sur la réversibilité de ces effets. Dans ce contexte les objectifs de l’étude sont :

• De valider une méthodologie permettant de mesurer l’étendue du répertoire comportemental d’un poisson ;

• De déterminer les seuils de contamination à partir desquels une perturbation du comportement est observée ;

• De déterminer dans quelle mesure ces perturbations sont réversibles ;

• D’en mesurer les conséquences en termes de perte de performance écologique des individus concernés ;

• De comparer les effets d’une dispersion mécanique et d’une dispersion chimique des hydrocarbures considérés.
- Présentation détaillée du projet :
1-Contexte scientifique et socio-économique du projet :

Comme bien des interfaces naturelles, les zones côtières sont au centre d’enjeux sociaux s’inscrivant dans le double contexte du développement socio-économique et de la préservation des paysages et de la biodiversité. Le développement économique des zones côtières n’est pas sans conséquence sur le biotope marin, à l’instar des aménagements portuaires et offshores (champ éolien) en Région Bretagne. Ces aménagements vont nécessairement s’accompagner d’une augmentation du trafic maritime et des risques associés, notamment les déversements d’hydrocarbures. Que le pétrole soit présent à la surface de l’eau ou piégé dans une épave coulée, les autorités auront à intervenir sur la pollution, ou sur le risque de pollution, afin de préserver au mieux l’environnement. Si la dispersion chimique est reconnue pour être efficace, elle est, depuis l’accident de la plateforme Deepwater Horizon dans le Golfe du Mexique, un sujet très controversée. A la base de cette controverse est l’impossibilité actuelle de déterminer dans quelle mesure le risque écologique associé à un déversement de pétrole est augmenté ou diminué après ce type de traitement. Le manque d’information est particulièrement criant en ce qui concerne :


  • Le répertoire comportemental des poissons, les déterminants environnementaux de l’étendu de ce répertoire (capacité sensorielle, performance motrice et cognitive) et l’impact d’une exposition à un hydrocarbure sur ces performances ;

  • L’effet additionnel d’une telle exposition sur des animaux déjà exposés à des cocktails de contaminants d’origine diverses (agricole, urbaine).


Depuis près de 10 ans, les équipes proposantes collaborent à la structuration d’une base de connaissances dans le but d’aider à la décision concernant le traitement chimique des déversements pétroliers en milieu estuarien ou côtier. La présente demande s’inscrit très clairement dans ce cadre.
Il est classiquement admis que la première ligne de défense d’un organisme confronté à des conditions de milieux défavorables est d’ordre comportemental, les réponses d’ordre physiologique (régulation, détoxification…) n’intervenant qu’une fois le répertoire comportemental épuisé ou rendu inefficace. Bien qu’elle soit le premier déterminant de la durée et de la sévérité d’une exposition à des conditions défavorables, la réponse comportementale des poissons face à un déversement pétrolier reste très peu étudiée. Plus surprenant encore, il n’existe actuellement aucune information quant aux effets d’un tel déversement sur l’étendue du répertoire comportemental des poissons, ni sur la réversibilité de ces effets. Or, ces informations sont de première importance en termes de gestion de la ressource halieutique post événement accidentel.
Les travaux récents des deux équipes proposantes ont démontré l’acuité sensorielle (perception) et la finesse des ajustements spatiaux (évitement) des poissons confrontés à une eau contaminée par des hydrocarbures pétroliers. Tout en posant les bases conceptuelles et expérimentales de l’étude de la réponse comportementale des poissons à un déversement pétrolier, ces premiers résultats méritent d’être complétés notamment en comparant, par une approche dose-réponse, l’impact d’une exposition à un hydrocarbure pétrolier dispersé chimiquement ou mécaniquement (vent, vagues) sur le comportement des poissons (distribution, perception d’un prédateur ou d’une proie, perception et utilisation de l’espace).
2-Hypothèse et questions posées, identification des points de blocages scientifiques que le travail de thèse se propose de lever :

L’étude proposée vise à lever trois points de blocages scientifiques. Le premier point de blocage concerne la mesure des compétences comportementales d’un poisson et ceci pour différents type de milieu, anthropisé ou non. Le second concerne l’impact d’une exposition à un produit pétrolier sur la perception (aspect neurosensoriel) et la réponse (locomotrice) à une opportunité (proie) ou à un risque (prédateur). Le dernier point de blocage concerne l’impact des conditions environnementales initiales, notamment la présence d’autres contaminants, sur les effets des hydrocarbures sur les compétences cognitives des poissons.
Les objectifs spécifiques de l’étude sont:

  • De valider une méthodologie permettant de mesurer l’étendue du répertoire comportemental d’une population de poissons. Cette méthodologie ciblera plusieurs types de compétence (dominance, témérité, capacité sensorielle, performance motrice et cognitive) afin de caractériser aussi exhaustivement que possible les individus avant de les soumettre à différents traitements (exposition à du pétrole dispersé ou non, exposition à un cocktail de molécules anthropiques régulièrement retrouvées dans les eaux de surface Bretonnes) ;

  • De déterminer les seuils de contamination à partir desquels une perturbation du comportement est observée. Des études précédentes ont montré que Dicentrarchus labrax était en mesure de détecter une eau contaminée par des hydrocarbures dissous mais aucune recherche de valeur seuil n’a été réalisée. Il apparaît donc primordial d’obtenir cette donnée et de l’identifier en tant que valeur de référence. Il s’agit également de mesurer les effets synergiques éventuels de molécules anthropiques sur cette valeur de référence en regardant, par exemple, si la présence de pesticides l’atténue ou au contraire l’augmente ;

  • De déterminer dans quelle mesure ces perturbations sont réversibles. En effet, l’identification des perturbations est importante pour qualifier l’impact éventuel d’une substance ou d’un traitement sur une population de poissons mais la pose d’un diagnostique nécessite de connaître la durée dans le temps de ces perturbations.

  • D’en mesurer les conséquences en termes de perte de performance écologique des individus concernés. Cette information trouve tout son intérêt dans la démarche de gestion des stocks de ressources halieutiques. En effet, suite à un événement accidentel, la question de l’impact de cet événement sur le stock de poissons est récurrente et, actuellement, aucune base scientifique ne permet d’y répondre. Seule une analyse se basant sur les données des années précédentes (gestions des stocks de poissons, résultats des pêches…) permet d’approcher cette notion de perte écologique directement liée à une perte économique ;

  • De comparer les effets d’une dispersion mécanique et d’une dispersion chimique des hydrocarbures considérés, et ceci, pour différents niveaux d’anthropisation du milieu.


Nos hypothèses de travail sont les suivantes :

  • L’exposition à un hydrocarbure affecte le répertoire comportemental d’un poisson ;

  • Ces effets sont dose-dépendant ;

  • Ces effets sont réversibles ;

  • La dispersion chimique aggrave les effets ;

  • Les conséquences écologiques de ces effets dépendantes de leur durée et des conditions environnementales initiales (biotiques, xénobiotiques et abiotiques).


Calendrier

  • Année 1 : Mise en place des installations expérimentales, validation des procédures expérimentales et des approches analytiques, notamment vidéo. Mise en place des protocoles d’analyse chimique (eau et tissus);

  • Année 2 : Expérimentations en laboratoire, première validation terrain, dissémination (articles scientifiques, congrès) ;

  • Année 3 : Fin des expérimentations, seconde campagne de terrain, dissémination (articles scientifiques, thèse, congrès).


Notre modèle biologique sera le bar (Dicentrarchus labrax). Cette espèce est écologiquement et économiquement importante, et de nombreuses données sont d’ores et déjà disponibles, concernant notamment sa physiologie, son métabolisme et son écologie.
3-Approche méthodologique et technique envisagée :

Approche en laboratoire : elle sera essentiellement basée sur la mise en œuvre de challenges comportementaux combinés à des analyses vidéo. Ces challenges comportementaux cibleront essentiellement la capacité de perception et de réponse à un évènement ou à une situation nouvelle. Sera également analysée la compétence cognitive à travers la mesure du succès à éviter une menace ou à répondre à une opportunité. La méthodologie définit ici sera imaginée de façon à pouvoir être étendue à d’autres contextes, c’est-à-dire à d’autres types d’événements pouvant impacter la qualité de l’environnement.
Validation terrain : elle consistera à transférer dans des mésocosmes (marais maritimes tidaux) une partie de nos populations expérimentales et de suivre, au cours du temps, l’évolution de la croissance et de la survie des animaux en conditions semi-naturelles. La compétition intra-spécifique pour l’accès à la nourriture et la prédation aviaire seront manipulées.
4-Profil du candidat (compétences scientifiques et techniques requises) :

Le candidat recherché devra disposer de bonnes connaissances en biologie et en physiologie du comportement. Il devra démontrer de l’autonomie et des dispositions pour les sciences expérimentales. Il devra également disposer d’une très bonne connaissance de la langue anglaise et d’excellentes compétences en écriture scientifique.

5-Positionnement et environnement scientifique dans le contexte régional, et le cas échéant, national et international :

Le présent projet s’inscrit dans le cadre d’une collaboration de longue date entre les équipes proposantes. Il repose sur une base de compétences et de connaissances communes très importante. Le candidat aura à sa disposition les outils expérimentaux et analytiques disponibles au Cedre et au Lemar. Les liens entretenus par le Cedre avec les secteurs industriels concernés par ce projet sont une garantie de la pertinence du projet quant aux attentes des secteurs et permettra de mettre le candidat en contact avec des acteurs économiques se situant hors du champ strictement académique.
6-Pertinence du projet au regard du DIS de rattachement (et/ou du DIS secondaire). Si « projet blanc », préciser les raisons de ce choix :

Dans un contexte de développement des aménagements portuaires et offshores (éolien marin), il est primordial d’être en mesure de pouvoir conseiller rapidement les autorités afin de limiter l’impact sur l’environnement d’un événement accidentel. Pour ce faire, il est nécessaire d’accroître nos connaissances sur l’impact des hydrocarbures, dispersés chimiquement ou non, sur nos stocks de poissons. Pour ce faire, une connaissance approfondie de leur répertoire adaptatif, notamment comportemental, est indispensable.
7-Autres informations utiles (projet relevant des Objets d'excellence -OBEX-, projet inscrit dans le cadre des « Projets réservés » régionaux, dont « Projets émergents de recherche »...) :



6- Projet de thèse en cotutelle internationale


- S’agit-il d’un projet de thèse en cotutelle internationale (oui/non) : Non
- Si oui, préciser l’établissement pressenti (et le pays de rattachement) :
- En cas de projet en cotutelle internationale, préciser -si vous en avez connaissance- l'organisation du calendrier des périodes de séjour :
NB : Est entendue comme « thèse en cotutelle internationale », la situation où le doctorant partage son temps de thèse de manière égale, entre un établissement breton bénéficiaire, qui le rémunère pendant les périodes de thèse effectuées sur le territoire régional (18 mois sur 36 mois), et un établissement étranger, qui s'engage également à rémunérer le doctorant dans le cadre de son séjour à l'étranger, soit durant 18 mois -a minima-. (Voir article 6.4 du Dispositif ARED 2015).



7- Financement du projet de thèse


- Part de l’enveloppe financière régionale affectée au projet (part exprimée en ETP) :

Région 50%

Cedre 50%
- En cas de financement à 50 %, le cofinancement est-il déjà identifié (oui/non) : Oui

- Si oui, préciser la nature du cofinancement (ANR, Partenaire privé, Ademe, etc.) : CEDRE



Région Bretagne - Fiche Projet ARED 2015

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