Mission d’études en haute montagne avec le Laboratoire MIO

En partenariat avec leurs homologues marseillais de l’IMBE, des chercheurs du laboratoire MIO de l’Université de Toulon étudient le rôle du carbone organique dissous sur l’écologie du lac des cordes. Classé « sentinelle », cet écosystème sensible aux changements climatiques pourraient présager des modifications océaniques à venir.

Arrivés à Cervières (Hautes-Alpes), un petit village de montagne sur les hauteurs de Briançon, les chercheurs de l’Institut Méditerranéen de Biodiversité et d’Écologie (IMBE) d’Aix-Marseille Université et ceux de l’Institut Méditerranéen d’Océanologie (MIO) de l’Université de Toulon doivent encore sortir du camion les 150 kg d’instrumentation et d’appareils de mesures, de prélèvements, en charrier une partie sur leurs épaules, l’autre sur le dos du cheval loué pour l’occasion, avant de parcourir durant deux heures la piste accidentée qui les sépare du lac des cordes, situé à 2446 m.

« Les lacs de haute altitude sont encore peu ou pas étudiés à cause des problèmes d’accessibilité. Ils sont gelés les ¾ de l’année donc nous ne pouvons faire des prélèvements que lors des périodes de fonte des glaces, au début de l’été », souffle Benjamin Oursel, ingénieur d’études en analyse chimique au MIO (Aix-Marseille Université) et vacataire d’enseignements à l’UFR Sciences et Techniques de l’Université de Toulon. « L’étude des lacs a commencé avec le constat du verdissement des eaux de certains lacs de haute altitude lié à la prolifération des algues. Certaines espèces tolèrent facilement les faibles températures de l’hiver mais, avec l’élévation progressive des températures et l’apport de nutriments via les retombées atmosphériques, de nouveaux types d’algues vont se développer et se succéder tout au long de la saison estivale. Depuis quelques années, les chercheurs constatent des changements dans ces successions qui seraient potentiellement dus au réchauffement climatique. »

Les modifications dues au climat sont exacerbées et perçues en premier par les lacs sentinelles, écosystème dont l’équilibre est fragile. Ils réagissent plus rapidement que les mers ou les prairies.

Projet CARAmBoLe

Le projet CARAmBoLe vise à caractériser les apports de carbone organique dissous (COD) – des composés provenant de la dégradation des animaux et des plantes dans l’eau - et leurs effets sur les communautés biologiques dans un lac de haute altitude.

Principalement menée par l’IMBE de Marseille, dont l’un des axes de recherche majeur est la compréhension du fonctionnement des lacs, cette étude revêt un caractère inédit : c’est la première fois, en France, que des scientifiques analysent le cycle de vie global d’un lac. Spécialistes de l’écologie appliquée aux poissons, de l’étude du phytoplancton et du zooplancton, la dizaine de chercheurs marseillais a souhaité associer les compétences des chimistes de l’environnement de l’Université de Toulon pour étudier le rôle des nutriments (carbone, phosphate, azote…) dans la chaîne alimentaire. Équipé de spectrofluorimètre, le MIO peut ainsi caractériser le COD, comprendre quels en sont les composés, leurs quantités, si celles-ci évoluent entre le dégel et le regel du lac des cordes.

Les scientifiques toulonnais ont également investi dans du matériel de prélèvements et de mesures afin de réaliser des mesures in situ durant la campagne qui s’est étalée entre juin et octobre 2020.

Adaptabilité

« Nous avons préféré disposer le matériel au milieu du lac pour le protéger d’un éventuel vandalisme. Nous avons donc installé nos deux capteurs ( le premier à un mètre sous la surface et le second à un mètre au-dessus du fond) accrochés à une bouée reliée à un radeau où était disposé le système d’acquisition et d’enregistrement des mesures. Nous avons dû confectionner ce radeau pouvant supporter 35 kg de charge. J’ai également tenu à installer un panneau solaire pour prolonger la durée de vie des batteries de manière à obtenir une autonomie d’un mois de mesures, explique Christian Martino, responsable technique du pôle projet d’étude en instrumentations. D’habitude, lorsqu’on travaille sur un plan d’eau, nous installons le matériel à proximité du camion. Faire ces acquisitions à 2500 m d’altitude est une logistique totalement différente et cela a été une première pour notre équipe. Il a fallu organiser l’acheminement du matériel jusqu’au lac, faire en sorte qu’il fonctionne correctement et optimiser la capacité de stockage des données… On a également imaginé tout un protocole de démontage sur place afin de nettoyer le matériel du biofilm qui s’accumule sur les parois, sans l’endommager ni fausser les mesures du mois suivant. »

« Nous avons souhaité faire un suivi in situ également pour comprendre l’impact de la photodégradation, particulièrement forte dans un lac de haute altitude. La proximité avec le soleil, l’atmosphère moindre donc moins de particules pouvant bloquer les rayons du soleil, la transparence de l’eau du lac… font que la photochimie joue un rôle presque aussi important que celui des nutriments, souligne Stéphane Mounier, géochimiste au laboratoire MIO et maître de conférences à l’UFR Sciences et Techniques de l’Université de Toulon. Les rayons du soleil vont empêcher les phytoplanctons de vivre à la surface. Il nous faut voir la variabilité entre le jour et la nuit, le fond et la surface, pour comprendre la dynamique du lac. »

Sur place, les chercheurs vont en profiter pour faire des extractions du sol afin d’identifier ses apports en nutriments par le ruissellement des eaux de pluie, les conséquences du pastoralisme.

Avoir une compréhension plus fine du fonctionnement du système du lac des cordes permettra d’agir plus rapidement et efficacement lorsqu’un déséquilibre sera constaté. Sans pour autant aller à l’encontre de la nature, les lacs étant naturellement voués à se transformer à l’échelle géologique. Les résultats obtenus pourraient être extrapolés et appliqués à d’autres écosystèmes voire prévenir des changements systémiques des océans.

Une seconde campagne de prélèvements devrait débuter courant juin, jusqu’au mois d’octobre 2021.