Un nouvel éclairage sur le contenu et les processus des océans
Notre capacité à gérer durablement les océans du monde est essentielle à la préservation de la biodiversité, à l’action climatique, à la sécurité alimentaire, et même aux énergies renouvelables et à la santé humaine. L’océanographie peut apporter son soutien en fournissant des données qui nous aident à comprendre le présent et à prévoir les conditions futures qui affectent la santé des océans. Le projet TechOceanS, financé par l’UE, a identifié des lacunes importantes dans la surveillance des océans et a développé des technologies nouvelles ou améliorées pour les combler. Elles couvrent au moins 12 des 19 variables océaniques essentielles biogéochimiques, biologiques et écosystémiques, et au moins 39 des 73 sous-variables, ainsi que les déchets, les plastiques, les biotoxines, les parasites, les agents pathogènes et les polluants organiques.
Le système de carbonates et les nutriments océaniques
La mesure du CO2 est une priorité pour la chimie des océans. TechOceanS a développé un capteur in situ utilisant la fluorimétrie résolue dans le temps pour mesurer à distance la vitesse à laquelle les océans fixent le CO2 en utilisant la lumière du soleil (photosynthèse ou productivité primaire). «Le nouveau capteur est 72 % plus compact, nécessite 80 % moins d’énergie (moins de deux watts) et peut fonctionner dans des eaux beaucoup plus profondes (2 000 m contre 600 m) que les versions précédentes. Il permettra pour la première fois d’effectuer des mesures complètes de la productivité primaire des océans», explique le coordinateur du projet, Matt Mowlem, du National Oceanography Centre. Des capteurs chimiques microfluidiques améliorés peuvent mesurer simultanément deux paramètres: le CO2 dissous à distance (en complément du pH ou de l’acidité) grâce à des mesures couplées de l’alcalinité totale et du carbone inorganique dissous, ainsi que des nutriments océaniques importants tels que le nitrate/phosphate et le phosphate/silicate.
Populations biologiques, matières organiques et habitats
«Afin de déterminer les espèces présentes et leur abondance dans des zones spécifiques, TechOceanS a adapté et optimisé un échantillonneur d’acides nucléiques basé sur une cartouche pour qu’il soit plus simple et plus robuste tout en prélevant davantage d’échantillons. Désormais commercialisé par McLane Research Laboratories (États-Unis), il permet de capturer l’ADN d’organismes entiers de petite et de grande taille», précise Matt Mowlem. Il devrait aider les scientifiques à répondre aux questions concernant l’abondance, la diversité et la répartition des organismes marins, notamment le phyto- et le zooplancton, les microbes, les microalgues, les invertébrés, les poissons, les tortues, les oiseaux, les mammifères, les coraux, les herbiers et les mangroves. Le projet a également mis au point un concept de détection in situ pour des mesures de grande capacité de matières organiques (des centaines voire des milliers de mesures), y compris des polluants, des toxines et des acides nucléiques. Il utilise des réactifs sous forme solide, de poudre ou de gel, ce qui allonge leur durée de vie de quelques heures à plusieurs mois par rapport aux réactifs en solution.
Phytoplancton et microplastiques
L’Underwater Vision Profiler 6 (UPV6) est un capteur d’imagerie quantitative utilisé pour surveiller les grosses particules et le plancton. TechOceanS a développé l’UVP6m, qui a réduit la taille minimale pour la détection des particules à 10 µm et pour la classification à 100 µm. «Le capteur a été intégré à deux types de planeurs océaniques à l’aide de SIRMA™, un dispositif intelligent qui transforme un assemblage de câbles conventionnels en une unité de traitement intelligente. Le traitement automatisé des images et l’informatique de périphérie sont en cours de développement», note Matt Mowlem. Ensemble, ces résultats permettront de combler les principales lacunes en matière d’identification des organismes marins et de surveillance des habitats et des déchets. Tous les protocoles et les techniques de collecte de données contribuent aux plateformes en libre accès d’Ocean Best Practices System et aux meilleures pratiques en matière d’océanographie biomoléculaire. En outre, toutes les données recueillies seront rendues publiques à la fin du projet. TechOceanS a fourni un trésor de technologies et de données qui aideront la communauté océanographique, l’industrie, les groupes de réglementation et les responsables politiques à œuvrer en faveur d’une gestion durable des océans. «TechOceanS a réuni une équipe hautement qualifiée de développeurs de technologies et d’experts en applications qui sont impatients d’échanger avec les collaborateurs, les contributeurs, les utilisateurs et les partenaires potentiels», conclut Matt Mowlem.
Mots‑clés
TechOceanS, océan, capteur, productivité primaire, CO2, organismes marins, variables océaniques essentielles, détection océanique, phytoplancton, microplastiques