Projets Nationaux

Projets de recherche Nationaux 2019-2022

National research projects 2019-2022

  

PROJET 1   LR16INSTM04-P01 : PrevCOTES

Système de Prévision pour les Ecosystèmes Marins en Tunisie   

An operational forecasting system for Tunisia marine ecosystems

 

Summary:

The management of coastal ecosystems and of the stakeholders who are influenced by their states is highly dependent on knowledge of the state of the environment and its functioning. However, effective management is highly dependent on knowledge of the evolution of the environment and the anticipation of events that may occur. This assumes that we have prior knowledge of upcoming events and their consequences. In this context, a numerical model that simulates marine dynamics along the Tunisian coast is recently implemented at the Laboratory; it allows this dynamic to be reproduced by including different components (general circulation, tide and waves).

 

This project aims at setting up a forecasting system of the sea state along the Tunisia coasts for environmental and management purposes in relation with fishing, aquaculture, tourism and other economical activities.  The project will use the high resolution numerical model along the Tunisian coasts forced by the atmospheric and oceanic forecasts available. Ultimately the model will be progressively refined by increasing the resolution by bringing up new components (rivers, tracers, biogeochemistry, ...).

 

Objectives:

-Establish a marine forecasting system along the Tunisian coasts to predict marine dynamics and the distribution and transport of tracers as an indicator of pollutants.-Provide a marine forecast from this forecast system on a scale of a few days.-Validate the forecast provided in Monastir bay by observations at sea.-Provide recommendations /alerts /support to economic stakeholders in Monastir Bay.

 

Les côtes tunisiennes avec plus de 1300 Km de long forment différents écosystèmes ayant des caractéristiques propres et subissant des pressions différentes. Les côtes Nord sont sous l’influence du courant continue d’origine Atlantique intense et plus ou moins collé au littoral. Ce courant subit par contre l’effet des conditions atmosphériques très variables avec des vents forts surtout ceux qui soufflent du Nord-Ouest et qui ramènent de l’air froid. Les côtes nord sont donc connues pour être  des zones agitées à accès difficile, ce qui rend la pêche couteuse et souvent hors d’atteinte. Les côtes est sont situées en pleine Méditerranée orientale et sont donc souvent sous l’influence de conditions atmosphériques stables régis par des vents plutôt modérées et des températures plutôt élevées. Le littoral est constitué de terres basses et de plages, à l’opposé du littoral nord rocheux et constitué de falaises. Les courants marins sont en général limités au tiers nord des côtes est avec quelques intrusions dans le golfe de Gabès.  Ce golfe est caractérisé par une marée  importante, la plus forte de la Méditerranée avec des courants forts localement et des variations du niveau marin dépassant les 2 mètres  en certaines circonstances.  

 

La dynamique marine le long des côtes tunisiennes est ainsi régie par une circulation générale intense et variable dans le temps et dans l’espace. Elle est aussi caractérisée par des circulations locales souvent complexes qui sont dues à la morphologie propre de chaque sous bassin. L’impact des rejets terrestres de tout genre sont donc dépendants de la dynamique marine de la circulation générale et de la circulation locale. Les secteurs économiques ayants une relation directe avec le milieu marin tunisien sont aussi fortement dépendants de ces conditions dynamiques. Elles sont bien sûre dépendantes de la qualité de l’eau et donc des conditions biogéochimiques du milieu.

 

La gestion de ces écosystèmes et des intervenants qui sont influencés par leurs états  est fortement dépendante de la connaissance de l’état du milieu et de son fonctionnement. Cependant la gestion efficace est fortement dépendante de la connaissance de l’évolution du milieu et de l’anticipation des évènements qui peuvent survenir. Ceci suppose qu’on ait une connaissance au préalable des événements à venir et de leurs conséquences. Dans ce contexte, un modèle numérique qui simule la dynamique marine le long des côtes tunisiennes est mis en place récemment au Laboratoire; il permet de reproduire cette dynamique en incluant différentes composantes (circulation générale, marée et vagues).

 

Parmi les écosystèmes marins vulnérables à forte activité économique figure la baie de Monastir.    Cette baie forme une aire marine presque fermée bordée au nord-ouest par la presqu’île de Monastir et au sud-est par les hauts fonds qui joignent la presqu’île de Thapsus aux îles Kuriat. Le littoral de la baie a une longueur d’environ 35 Km allant de la pointe nord de la ville de Monastir jusqu’à la pointe de Ras Dimas. La limite de la baie vers le large correspond environ à la profondeur 20 m qui colle quasiment à la pointe nord la ville de Monastir et à celle de la grande île de Kuriat. La bathymétrie de la baie est relativement faible en particulier à l’ouest entre Khnis et Lamta, formant une zone confinée et à l’est entre Tboulba et Ras Dimas formant une lagune de très faible profondeur. La morphologie sous marine caractérisée par des zones très basses entre Khnis et Lamta ainsi que le cordon Ras Dimas - Iles Kuriat réduisent considérablement les effets des vagues venant du large, contribuant ainsi à la concentration des polluants dans la baie.

 

Plusieurs constructions, villes, industries, ports de pêches et stations d’épuration des eaux usées  bordent le littoral de la baie lui faisant subir une forte pression environnementale. Une densité de population parmi les plus élevées du pays caractérise cette zone. L’aquaculture qui est en plein développement dans la zone exerce aussi un fort impact sur la baie. Le drain construit aux débuts des années 1970 sur l'ancien lit de l'Oued Khnis pour permettre le drainage des eaux de la sebkha de Monastir vers la mer en période de crue déverse directement dans la baie. Un aménagement réalisé ces dernières années a permis de rectifier les côtes au voisinage du rejet et d’éloigner le rejet de quelques centaines de mettre en aval par rapport à sa position antérieure. L’ensemble des apports terrestres de différentes origines semblent être le facteur principal ayant engendré la détérioration de la qualité des eaux de la baie ces dernières années.

 

Objectifs :

 

  • Mettre en place un système de prévision marine le long des côtes tunisiennes permettant de prévoir la dynamique marine et la diffusion et le transport de traceurs comme indicateur de polluants.
  • Fournir une prévision marine issue de ce système de prévision à l’échelle de quelques jours.
  • Valider la prévision fournie dans la baie de Monastir par des observations en mer.
  • Apporter des recommandations/alerte/appui aux intervenants économiques de la baie de Monastir.
  • Fournir des orientations pour une meilleure gestion et pour le développement de ses ressources.

 

- Echéancier de mise en œuvre du projet

  • 1ère année :

-Réalisation de simulations numériques à haute résolution avec traceurs

-Réalisation de simulations numériques avec traceurs pour la baie de Monastir

  • 2ème année :
  • Validation du modèle pour l’ensemble des côtes par comparaison aux observations disponibles en particulier à partir de données de re-analyse.
  • Validation du modèle pour la baie de Monastir par des observations (courantomètre, dériveurs, multi-paramètres)
  • Les observations seront réalisées pendant une dizaine de jours.
  • 3ème année :

-Réalisation de simulations pour les prévisions test en mode Hindcast

-Validations des prévisions dans ce mode.

-Réalisation de simulations pour les prévisions test en mode Forecast

-Validations des prévisions dans ce mode.

Impacts sur l’environnement marin, la qualité de l’eau et la dispersion de polluants

  • 4ème année :
  • Construction d’indicateurs d’environnement
  • Construction d’indicateurs interaction environnement-secteur économique en concertation avec les intervenants économiques
  • Recommandations/Alerte/appui au secteur socio-économique
  • Discussion de possibilité de mise en place d’une prévision opérationnelle.

  

PROJET 2   LR16INSTM04-P02 : ER-2-PG

Effet du relargage potentiel des polluants dans le Golfe de Gabès 

Effect of the potential release of pollutants in the Gulf of Gabès 

SummaryThe Gulf of Gabès is a particular region of the Mediterranean known for its abundant marine wealth. The geological setting of the south coast of Tunisia is characterized by an extensive continental shelf. As a result, these topographic and geological features give the gulf the appearance of an aquaculture area favoring the reproduction and development of many marine species.In the Gulf of Gabes, releases from the phosphogypsum industry are very significant with around 7 million tonnes per year of industrial releases containing a significant amount of solid form and mainly composed of phosphogypsum. In recent decades, these solid discharges have occupied a large part of the marine surface, settling on the surface sediment and imposing new conditions in the ecosystem. The area is characterized by a tidal range of up to 2 m inside the Gulf of Gabès during high tides, from a currentology point of view this area is considered calm. Consequently, the possibility of dilution and dispersion of pollutants is considerably reduced and the risk of settling down to the bottom is increased.The objective of this project is to investigate expected risk from the contaminants accumulated in the surface sediment of the Gulf of Gabès and to provide decision makers with a risk assessment methodology affecting the socio-economic sector.

 

Le golfe de Gabès est une région particulière de la Méditerranée connue par une richesse marine abondante. Le cadre géologique de la côte sud de la Tunisie se caractérise par un plateau continental étendu. De ce fait, ces particularités topographiques et géologiques confèrent au golfe l'aspect d'une zone d'aquaculture favorisant la reproduction et le développement de nombreuses espèces marines.

 

Dans le golfe de Gabès les rejets de l’industrie de phosphogypse sont très importants avec environ 7 millions de tonnes par an de rejets industriels contenant une quantité importante de forme solide et principalement composée de phosphogypse. Ces dernières décennies ces rejets solides occupent une partie importante de la surface marine se déposant sur le sédiment de surface et imposant de nouvelles conditions dans l’écosystème. La zone est caractérisée par une amplitude de marée allant jusqu'à 2 m à l’intérieur du golfe de Gabès pendant les grandes marées, de point de vue courantologie cette zone est considérée comme calme. Par conséquent, la possibilité de dilution et de dispersion des polluants est considérablement réduite et le risque de décantation vers le fond est accru.

 

Le golfe de Gabès constitue un écosystème particulièrement favorable à la croissance de plusieurs types d’organismes benthiques. C'est la zone la plus productive de la Tunisie. La palourde (R. decussatus) représente la principale espèce de bivalves exploitée en Tunisie et encore principalement présente naturellement dans le golfe de Gabès. Au cours des deux dernières décennies, les sédiments du golfe ont été touchés par des divers polluants principalement (éléments traces, fluor, microplastique et différentes formes de phosphore) qui ont entraîné la dégradation de la biodiversité des espèces aquatiques, affectant l’activité conchylicole au nord du golfe Ile de Kneiss, les structures portuaires ainsi que l’activité touristique dans l’ile de Djerba sont affectées par ces apports.  Ces changements ont été mis en évidence par plusieurs études et par des données de bio surveillance supplémentaires enregistrées dans le golfe  de Gabes.

 

La présence de polluants chimiques dans différents maillons de la chaîne trophique pose une grande problématique de point de vue méthodologique et de stratégie de suivie  ainsi que dans les procédures de réméditation.

 

Ce projet a pour but de résoudre la problématique concernant le risque attendue à partir des contaminants  accumulés dans le sédiment de surface du golfe de Gabès. Fournir aux décideurs une méthodologie d’évaluation des risques affectant le secteur socio-économique. L’évaluation des risques et la proposition d’une méthodologie de prévention des risques sera basée sur un processus de prévision marine à mettre en place pour l’ensemble du golfe de Gabès principalement les sites stratégiques à impacte socioéconomique comme l’ile de Djerba (forte activité touristique), les iles kneiss (activité conchylicole  et zone protégé) ainsi que les ouvrages portuaires (intérêt socioéconomique à savoir l’activité de pèche) les résultats des risques attendus seront testés et validés et des solutions de bioremédiations et des recommandations seront  fournies aux décideurs et aux autorités concernées dans chaque secteur pour aider et contribuer d’une manière objective à la prise de décisions

 

Objectifs :

  • Déterminer les estimations des teneurs et des pourcentages de polluants dans les fonds marin du golfe de Gabès qui peuvent être bio-disponibles et passer vers la colonne ainsi contaminer les zones avoisinantes.

 

  • Mettre en place une stratégie d’étude, prévision et de suivi qui peut être utilisée comme Méthodologie d’évaluation des risques de relargage, de dispersion, transport et de transfert des polluants en utilisant différents types d’indicateurs.

 

  • Evaluer le risque de contamination des zones avoisinantes par le relargage des polluants  à partir des fonds marins (éléments traces, fluor, microplastique et différentes formes de phosphore) dans des zones pilotes.

 

  • Etablir des propositions de méthodologie de bio-remédiation basées sur le potentiel de bio-indicateurs

 

  • Apporter des recommandations et des conduites permettant d’éviter les risques de contamination et de propagation aux zones avoisinantes, zones protégés, zones touristiques et les ouvrages portuaires 

 

  • Fournir des orientations pour une meilleure gestion et développement des zones touristiques (ile de Djerba) de zones protégées (ile de Kerkena) et ainsi que les ouvrages portuaires dans le golfe de Gabès.

 

PROJET 3   LR16INSTM04-P03 : LittoHABs :

Blooms algales nocifs dans le littoral Tunisien

Harmful Algae Blooms along the Tunisia coasts

 

Summary

Harmful Algae Blooms (HABs) are a natural phenomenon caused by the mass proliferation of toxic or non-toxic phytoplankton (cyanobacteria, diatoms, dinoflagellates) in aquatic environments. These blooms can be harmful to the environment, human health and aquatic life due to the production of harmful toxins and oxygen depletion following the accumulation of biomass. These proliferations occur with regularity accumulate in coastal marine environments and in fresh waters and they have significant impacts on human health (diseases caused by swimming and the consumption of contaminated seafood), fishing (mortality fish and consumer reluctance to buy fish), tourism and recreation (bathing water). Consequently, losses associated with blooms are recorded periodically in different socio-economic sectors.

Within the framework of this project, our objectives consist in:

  1. Monitor the dynamics of prokaryotic (bacteria and cyanobacteria) and eukaryotic (pico, nano and microplankton) microorganisms during blooms and the interactions between these microorganisms in connection with certain abiotic factors.
  2. Identify and evaluate by high-throughput sequencing the changes in bacterial (16S) and eukaryotic (18S) assemblies associated with blooms.
  3. Evaluate the impact of acidification of the environment and of contaminants on the morphology and proliferation of harmful microorganisms.
  4. Test the appropriate methodologies to characterize HABs and associated bacteria in bathing areas using the following techniques: light microscopy, conventional flow cytometry and high frequency flow cytometry.
  5. Identify an early warning, rapid and reliable strategy for the identification of toxic phytoplanktonic efflorescences and bacteria in high-traffic and bathing environments. Establish a guide (frequency and sampling method, analysis technique, etc.) for setting up a network for monitoring HABs and total bacteria in bathing water.

 

Les Proliférations d'Algues Nuisibles (PAN ou HarmfulAlgae Blooms, HABs) représentent un phénomène naturel causé par la prolifération en masse du phytoplancton toxique ou non-toxique (cyanobactéries, diatomées, dinoflagellés) dans les milieux aquatiques. Ces efflorescences peuvent être nocives pour l'environnement, la santé humaine et la vie aquatique en raison de la production de toxines nocives et l’épuisement d’oxygène suite à l’accumulation de biomasse. Ces proliférations se produisent avec une régularité accrue dans les milieux marins côtiers et dans les eaux douces et elles ont des impacts significatifs sur la santé humaine (maladies causées par la baignade et la consommation de fruits de mer contaminés), la pêche (mortalité des poissons et réticence des consommateurs à acheter du poisson), le tourisme et les loisirs (eaux de baignade). En conséquence, des pertes associées aux efflorescences sont enregistrées périodiquement dans différents secteurs socio-économiques.

 

  Les HABs sont à l’origine de la coloration des eaux superficielles suite à  un concentration pigmentaire très élevée des cellules algales. Ils peuvent être associés à un ensemble de facteurs physiques (marée, évaporation...), chimiques (nutriments, métaux…) et biologiques et sont souvent corrélés à un processus d’eutrophisation, c’est-à-dire à l’enrichissement du milieu en nutriments, à la stabilité de la colonne d’eau et aussi à des hausses de la température. En outre, les métaux traces (tels que le Cu, le Fe et le Se) peuvent jouer un rôle important dans le développement de certains blooms de microalgues toxiques telles que Pseudo-nitzschiamultiseries et  Pseudo-nitzschia australis (Maldonado et al., 2002) et Protoceratiumreticulatum (Mitrovic et al., 2004)ainsi que dans la production de toxines. Il a été aussi reporté que le genre Alexandriumcause des blooms annuels dans les écosystèmes marins côtières pollués par les métaux(Jean et al., 2006 ; Tessier et al., 2011). Les proliférations d'algues nuisibles pourraient être liées aussi à l’acidification des océans ; une augmentation du CO2 associée à la limitation du phosphore stimule la production de dérivés de karlotoxines chez Karlodiniumveneficum, augmentant ainsi de façon spectaculaire le taux de toxicité cellulaire (Fu et al., 2010) et une augmentation de la température couplée à des concentrations élevées de CO2 engendre l’apparition et l’expansion des blooms d’Alexandrium ainsi que l’accroissement de son niveau de toxicité avec une production importante de Saxitoxine(Kremp et al., 2012, Hattenrath-Lehmann et al., 2015).

 

Par ailleurs, la toxicité des microalgues reste encore difficile à quantifier. En effet, chez les mollusques, sa mesure est considérée comme coûteuse, longue et chronophage, d’autant plus que la plupart des toxines dans les coquillages sont métabolisés, ce qui augmente la complexité du profil de métabolites et rend plus difficile leur quantification. Aussi, le comptage du microphytoplancton en microscopie photonique est laborieux et ne donne pas une estimation instantanée des abondances des espèces toxiques. En outre, de nombreuses espèces particulièrement les dinoflagellés benthiques sont rarement considérées dans la surveillance du phytoplancton type REPHY. Récemment, les méthodes d'échantillonnage alternatives ont été introduites pour améliorer la surveillance des toxines telle que la technique basée sur l'adsorption passive des toxines présentes dans l’eau SPATT (MacKenzie et al. 2004 ;Takahashi et al. 2007 ;Pizarro et al. 2008 ; Rundberget et al. 2009 ;Zendong et al. 2015).

 

Durant les phénomènes de blooms, outre l’effet des microalgues sur la qualité de l’eau (épuisement de l’oxygène et des nutriments, augmentation de la matière organique, augmentation de la turbidité…), les communautés procaryotiques (bactéries et archées) et eucaryotiques (pico, nano et microplancton) sont aussi susceptibles d’être impactées ou d’être un facteur biologique lié à leur croissance. En effet, les blooms phytoplanctoniques représentent pour la communauté bactérienne une source de matière organique. Ce pool éphémère de matière organique est alimenté par la mortalité des cellules algales mais aussi par l’exsudation de substances organiques par celles-ci. A l’inverse, certains composés sécrétés par les microalgues possèdent des propriétés antibiotiques contre le développement bactérien (Bruhn et al., 2007). De ce fait, les interactions microalgues-bactéries peuvent affecter fortement les cycles de développement des blooms d’algues toxiques et elles peuvent en effet inhiber, stimuler ou prolonger la durée des blooms phytoplanctoniques (Dakhama et al., 1993 ; Smith et al., 1995 ; Rooney-Varga et al., 2005 ;Danger et al., 2007). De nombreuses études ont montré que les bactéries favorisent la prolifération des microalgues en termes de croissance et de densité cellulaire en phase stationnaire. Ainsi, le taux de croissance de Nitzschiasp. a pu être augmenté de 93% (Liu et al., 2008) et un gain de 50% de biomasse a été noté chez Scenedesmusbicellularis en présence de l’espèce bactérienne, Brevundimonasvesicularis(Mouget et al.,1995). De même, certaines cyanobactéries sont capables d’utiliser le sulfure d’hydrogène qui se forme durant les blooms phytoplanctonique set qui est toxique pour la plupart des organismes. Elles peuvent également survivre dans des conditions de faible oxygénation et de faible disponibilité en lumière, conditions défavorables aux autres algues. Il survient alors un déséquilibre dans la composition du phytoplancton qui laisse place aux cyanobactéries dont la prolifération peut présenter un risque sanitaire pour les humains et les animaux. Dans les eaux de baignade, c’est la présence d’écume d’origine cyanobactérienne qui est la plus dangereuse pour la santé car il est amplement démontré qu’elle peut causer des atteintes graves sur la santé.

 

La détection rapide et fiable des algues nuisibles dans les zones côtières est une exigence importante des programmes de surveillance. La surveillance des algues toxiques à l’aide des méthodes traditionnelles, c’est-à-dire la microscopie optique, peut prendre beaucoup de temps lorsque de nombreux échantillons doivent être analysés en routine. Une identification fiable des espèces nécessite du matériel coûteux et du personnel qualifié pour effectuer les analyses. Cependant, toutes les techniques de surveillance des algues nuisibles nécessitent généralement le transport des échantillons vers des laboratoires spécialisés. Dans de nombreux laboratoires de surveillance, les résultats ne sont généralement obtenus que dans les cinq jours ouvrables suivant la réception de l'échantillon et, par conséquent, les mesures préventives ne sont pas toujours possibles. Par ailleurs, la toxicité peut varier selon les espèces morphologiquement similaires et une identification précise est nécessaire pour les systèmes d'alerte précoce. Les technologies moléculaires peuvent améliorer la détection et l’identification du phytoplancton et de ses toxines, et ainsiaccélérer l’obtention des résultats. Les tests seront basés sur la discrimination des différences génétiques des différentes espèces toxiques. Ces techniques moléculaires utilisent des séquences d'ADN ribosomal offrant ainsi un moyen d'identifier et de détecter précisément les espèces potentiellement toxiques et de distinguer les stades du cycle de vie de l’espèce tels que les kystes et leur répartition dans le temps et dans l’espace. Les techniques de cytométriepeuvent aussi être très utiles dans l’étude de la dynamique des populationset l’identification précoce des HABs.

 

Depuis plusieurs années, on continue à observer ces phénomènes d’eaux colorées sur les côtes tunisiennes. En 10 ans, le réseau de surveillance des microalgues toxiques dans les zones de production de coquillage dans le Golfe de Gabès a recensé 176 cas de blooms (Feki et al., 2008). Des épisodes de plus en plus fréquents de prolifération de microalgues sur les côtes réservées à la baignade ont été observés durant l’été 2019 sur les côtes de Carthage, Sfax et Monastir et ont été souvent associés à des développements importants de bactéries associées. D’ailleurs, un bloom d’Alexandriumminutum est survenu en juin 2019 à Sfax (Sidi Mansour) et un bloom de Gyrodiniumimputicuma été enregistré en juillet 2019 au niveau des plages de Carthage et d’El Kram. Plus récemment encore (septembre 2019), un bloom de Kareniaselliformis a été observé au port de commerce de Sfax. Ce phénomène émergent suscite des préoccupations sanitaires et économiques, en particulier dans les eaux de baignade, du moins dans les zones les plus fréquentées par les baigneurs et les touristes ; et les zones portuaires où les activités de transport et de navigation représentent une source importante de contamination des zones marines au cours du transbordement de quantités imposantes de produits et de l’évacuation de leurs déchets, eaux de cale, de ballast ou usées.

 

Dans le cadre de ce projet, nos objectifs consistent à :

  1. Suivre la dynamique des microorganismes procaryotiques (bactéries et cyanobactéries) et eucaryotiques (pico, nano et microplancton) durant les phénomènes de blooms ainsi que les interactions entre ces microorganismes ; et ceci en liaison avec certains facteurs abiotiques.
  2. Identifier et évaluer par séquençage à haut débit les changements des assemblages bactériens (16S) et eucaryotiques (18S) associés aux blooms.
  3. Evaluer l’impact de l’acidification du milieu et des contaminants sur la morphologie et la prolifération de microorganismes nuisibles.
  4. Tester les méthodologies adéquates pour caractériser les HABs et les bactéries associées dans les zones de baignades moyennant les techniques suivantes : la microscopie optique, la cytométrie en flux conventionnelle et la cytométrie en flux à haute fréquence.
  5. Identifier une stratégie d’alerte précoce, rapide et fiable pour l’identification des efflorescences phytoplanctoniques toxiques et des bactéries dans les milieux à haute fréquentation et les milieux balnéaires.

Etablir un guide (fréquence et méthode d’échantillonnage, technique d’analyse, …) pour la mise en place d’un réseau de surveillance des HABs et bactéries totales dans les eaux de baignade.

 

PROJET 4   LR16INSTM04-P04 : ECOCLIM :

Etude éCOsystèmique des zones humides, impact des ouvrages anthropiques et du Changement CLIMatique

Ecosystem study of wetlands, impact of anthropogenic structures and CLIMATE change.

 

Summary

Coastal wetlands are sensitive natural environments. They include semi-closed ecosystems that are partially or regularly connected to the sea. This group includes coastal lagoons, ponds and sebkhas in arid to semi arid zones. Their evolution and characteristics depend closely on the balance between marine and continental influences. Variations in climatic and hydro-sedimentary factors influence the balance of this transition zone from sea to sea.This project aims at :-Propose evolving scenarios of sediment dynamics in the medium and short terms.- Locate and quantify the erosion zones of sediments associated with the refraction of active swells and in this case submersible zones.- Identify and estimate the frequency of extreme climatic events (floods, storms) during the last millennia from the study of lagoon and fluvial sedimentary archives.- Provide a complete inventory of microfaunistic and microfloristic associations in relation to their ecological requirements.- Analyze the evolutionary trends of the coast and the wetland in the long term under the effect of climate change and urbanization.- Establish a multidisciplinary GIS database for better dissemination of data to the national socio-economic community.  

 

Les zones humides côtières sont des environnements naturels sensibles. Elles regroupent les écosystèmes semi-fermés qui sont partiellement ou régulièrement connectés à la mer. Cet ensemble regroupe les lagunes côtières, les étangs et les sebkhas en zone aride à semi aride. Leur évolution et leurs caractéristiques dépendent étroitement de l'équilibre entre les influences marines et continentales. Les variations des facteurs climatiques et hydro-sédimentaires influencent l’équilibre de cette zone de transition contient-mer.

Les lagunes côtières sont souvent le siège des activités socio-économiques intenses (urbanisation, rejet d'eaux usées, pollution par des éléments traces métalliques, hydrocarbures, travaux côtiers, etc.) (Ben Mosbah et al., 2010 ; Oueslati et al., 2010 ; Oueslati et al., 2018). Cette pression anthropique a fragilisé l’écosystème littoral qui devient de plus en plus sensible et vulnérable face aux pressions naturelles (variation et changement climatiques, submersion marine, inondations, tempêtes marines, etc.) et anthropiques (Sleimi et al., 2014 ; Amrouni et al., 2019).

           Par ailleurs, une description de l’état  de la biodiversité en période de crises naturelles contribuera à une compréhension du système littoral à l’embouchure des oueds et dans les zones humides  (lagunes, lac, sebkhas, marécages, etc.) vers une prévention utile pour la communauté côtière collective. Les zones humides situées dans les aires de transition terre-mer alimentées par les apports fluviatiles et/ou marins constituent aussi un vecteur de pollution industrielle (teneures élevées en métaux traces), agricole et urbaine, (Zâaboub et al., 2014) ainsi qu’en d'hydrocarbures aliphatiques (AHS) et aromatiques (HAP) au niveau des zones maritimes portuaire (Chouba et Mzoughi, 2013).

           Le système littoral est soumis à de multiples sources de contamination d'origine humaine ou animale (eaux  usées urbaines, ruissellement des eaux de pluie sur des terrains agricoles, faune sauvage). Ainsi, la présence dans les zones humides à forte pression démographique de microorganismes potentiellement pathogènes pour l’homme (Salmonella, Vibrio spp, norovirus, virus de l’hépatite A, etc…) peut constituer un risque sanitaire pour l’humain.

       Dans ce contexte,  en Tunisie, Les eaux de baignade sont soumises dans le cadre du réseau national de contrôle et d’analyse des eaux de baignade à un suivi régulier. La direction de l’hygiène et de la protection du milieu (Ministère de la Santé) est tenue de respecter et d’appliquer rigoureusement les directives de l’Organisation mondiale de la santé (OMS) en prélevant une fois par mois en hiver et deux fois par mois en été des échantillons d’eau de baignade provenant de ces points afin de les analyser sur la base de plusieurs critères (qualité des eaux de baignade, susceptibilité à la pollution, sources de pollution, etc.). Les résultats de ces analyses permettent chaque année de classer les plages en six catégories (de très médiocre à très bien) sur la base de deux principaux critères, à savoir la qualité de l’eau et la susceptibilité à la pollution.

     La qualité microbiologique des mollusques bivalves ainsi que leurs zones de productions  (gisement naturels ainsi que les zones d’élevages) est également  suivie  dans le réseau national de surveillance. Ce contrôle est coordonné par  la Direction Générale des Services Vétérinaires (Ministère de l’Agriculture).

      Les peuplements benthiques montrent une bonne réactivité face aux perturbations des écosystèmes littoraux, ce qui est bien notable dans les milieux lagunaires (Shili et al. 2002ab ; Shili et al., 2007 ; Shili et al., 2014) qui offrent des laboratoires vivants pour l'étude des effets combinés du climat et des  pressions anthropiques.

              Les écosystèmes lagunaires sont des ressources effectivement ou potentiellement élevées pour les populations humaines locales ainsi que pour la biodiversité régionale. Ces zones sont soumises à une forte pression anthropique depuis ces dernières décennies associée à l’activité de pêche, le tourisme anarchique, l’urbanisation non contrôlée, l’agriculture et l’utilisation des produits phytosanitaires. La réponse des écosystèmes lagunaire à ces pressions est une vulnérabilité aggravée par l’effet de réchauffement climatique. Cet état de fragilisation justifie leur intégration dans la convention RAMSAR. Les zones humides comme le delta de la Medjerda et la lagune Ghar El Melah (golfe de Tunis) ont été classés comme site Ramsar le 07 novembre 2007 ; n°1706. La ville de Ghar El Melh abritant la lagune a été classée en 2018 comme la première ville des Zones Humides de la Convention Ramsar dans le monde arabe et en Afrique. Ce classement engage les communautés nationale et locale à préserver les zones humides, à renforcer les mécanismes de suivi et surveillance, à soutenir la recherche scientifique et à promouvoir la formation pour une utilisation rationnelle et intégrée des ressources côtières.           

        Dans un contexte de forte déstabilisation des zones côtières, due à des aménagements littoraux, il importe de connaître la part de cette instabilité revenant à la réduction et la contamination des apports en sédiments par les grands oueds (Kotti et al, 2018). A ce propos, le système littoral du golfe de Tunis, un exemple de notre zone d’étude (Fig. 1), a connu d’importants changements dans sa morphologie dus à la réduction des apports solides (Benmoussa et al, 2019) ainsi qu’au niveau de sa qualité physico-chimique, sous l’effet de rejets domestiques (urbains en partie traitée en stations d'épuration et ruraux), des décharges (enfouissement de déchets ménagers,  hospitaliers et urbains) (Oueslati et al., 2019 a et b) des pollutions agricoles (pesticides, engrais nitratés et phosphatés) et  industrielles, et de la pollution liée aux anciennes activités minières (gisements polymétalliques (Pb, Zn, Cu, Hg, As…) couplés aux impacts directs et indirects de la variabilité et du changement climatique. Bien que réputé pour sa riche biodiversité, le golfe de Tunis subit les effets néfastes de surexploitation des ressources marines, de dégradation du couvert végétal et de l’accroissement du nombre d’espèces introduites. Le rôle et l’impact du couvert végétal conjugué avec le statut des espèces à valeur patrimoniale sont aujourd’hui largement prouvés sur certains secteurs comme la pêche, le tourisme et la santé humaine. La gestion intégrée de cet écosystème et la préservation de ses composantes et de leurs habitats passent à travers l’acquisition de connaissance liée à la dynamique des espèces animales et végétales.

En effet, les sédiments du golfe de Tunis et ses systèmes aquatiques limitrophes (la lagune de Ghar El Melah, le lac nord de Tunis, la lagune de Kalâat Andalous, la sebkha de l’Ariana), incontestablement pollués par quelques métaux (Oueslati, 2019), sont toxiques vis-à-vis de la flore et la faune benthique, d’une part et constituent une source de pollution pour la colonne d’eau suite à des mécanismes de relargage à l’interface eau-sédiment, d’autre part.Les effluents et la charge solide qui alimentent les zones humides est essentiellement drainée via les oueds en occurrence l’Oued Medjerda dans le cas des sites du golfe de Tunis. Que ce soit pour l’étude du risque hydrologique (crues éclairs du risque littoral (recul du trait de côte, tempêtes et submersions), du risque sanitaire (contamination chimique et microbiologique) et de l’impact des barrages sur les transferts sédimentaires (stockage, réduction du lit fluvial), l’analyse des données actuelles sur le bassin versant de la Medjerda est trop réduite, parcellaire et n’intègre pas l’ensemble du continuum Terre Mer. Ces données sur l’actuel doivent être complétées en intégrant d ans la stratégie d’échantillonnage une approche pluridisciplinaire sur l’étude de l’eau, le sédiment, la matière organique, les contaminants, et la microbiologie. D’autre part, ces données sur l’actuel doivent être mises en perspective avec des données passées, dont l’archivage témoigne de fluctuations hydrogéomorphologiques à différentes échelles spatiotemporelles et selon des combinaisons variables entre facteurs anthropogéniques et climato environnementaux. Les chroniques sont encore trop courtes, et ne couvrent pas plus de quelques décennies. L'étude d'archives sédimentaires est le moyen de reconstituer de longues chroniques Dans le cadre de ce projet, nous étudierons des archives sédimentaires pour mieux comprendre le fonctionnement et l’évolution des zones humides dans le temps (derniers millénaires).

          Notre zone d’investigation concerne aussi la lagune de Bizerte qui est un écosystème complexe mais fragilisé par l’action anthropique intense ainsi que l'effet des changements climatique tels que expliqué et montré dans le projet MODAPEX-2015-2018 (INSTM, LMM). Le projet ECOCLIM sera une continuité de ce qui a été entamé lors des projets antérieurs.  Les  actions qui seront entreprises seront aussi en synergie avec les projets nationaux et internationaux en cours.

          Nos recherches scientifiques pluridisciplinaires vont s’accorder aux objectifs socio-économiques pour mener à terme une stratégie de développement durable des zones côtières vulnérables, vers une consommation rationnelle des ressources marines et lacustres. L’objet de ce projet consiste à s’aligner et d’intégrer la stratégie nationale et internationale pour mettre au point un réseau de surveillance régulier du système zone humide-littoral. . Une étude pluridisciplinaire des zones humides à forte pression démographique est adoptée pour une meilleure compréhension des interactions naturelles et/ou humaines qui régissent l’écosystème.

Résultats attendus

  • Proposer des scénarii évolutifs de la dynamique sédimentaire à moyen et court termes.
  • Localiser et quantifier les zones d’érosion/accrétion de sédiments associés à la réfraction des houles actives et en occurrence des zones submersibles.
  • Identifier et estimer la fréquence des évènements climatiques extrêmes (crues, tempêtes) au cours des derniers millénaires à partir de l’étude d’archives sédimentaires lagunaires et fluviatiles.
  • Fournir un inventaire complet des associations microfaunistiques et microfloristiques en relation avec leurs exigences écologiques.
  • Analyser les tendances évolutives du littoral et de la zone humide à long terme sous l’effet du changement climatique et de l’urbanisation.
  • Etablir une base de données SIG, pluridisciplinaire pour une meilleure diffusion de données à la communauté socio-économique nationale. L’interface sera aussi un portail de communication à l’échelle internationale avec les partenaires du bassin méditerranéen.
  • Consolider la coopération bilatérale et multilatérale pour faire profiter aux doctorants des expériences d’échanges de compétences dans le domaine écosystémique du système littoral, associées aux outils de suivi de géoinformations spatiales (diachroniques, satellitaires, etc.,).
  • La fiche Ramsar de la lagune de Ghar El Melh et du Delta de la Medjerda remplie en 2007 est actualisée ;
  • La fiche Ramsar de Sebkhat Ariana en vue de son classement comme site Ramsar est remplie ;
  • Les capacités des parties prenantes impliquées dans la gestion des zones humides côtières en question sont renforcées pour une meilleure gestion de ces zones et de leurs ressources ;

La population locale est sensibilisée et des actions d’éducation environnementales sont conduites quant aux menaces auxquelles sont exposées les zones humides et leurs ressources

 

Période 2010-2014

Laboratoire des ressources marines vivantes :

 

  • Projet BIHARE بحار : BIologie et HAlieutique des Ressources Benthiques Exploitables
  • Projet LAMPAROS لمبروس : Œufs et Larves, Abondance et Migration des Poissons pélagiques : Aménagement des Ressources et Optimisation Socio-économique
  • Projet CHANCHOUL شنشول : CHalutage pélagique sélectif, Adaptation d'une Nouvelle senne tournante Ciblant l'anchois, Confection de nouveaux engins côtiers adaptés au comportement des crustacés et des coquiliages

 

Laboratoire d'aquaculture :

 

  • Projet ANTESSAB انتساب : Adaptation de Nouvelles Techniques d'Elevage et Suivi Sanitaire des Bivalves
  • Projet DEMARC دمارك : Diversification des Espèces Marines et Aquaculture Rationnelle en Cages
  • Projet MIAHYC مياهك : MIse en valeur Aquacole des HYdrosystèmes Continentaux
  • Projet GRAVID قرافيد : Gestion des Ressources Aquatiques Vivantes Dulcicoles

 

Laboratoire du milieu marin :

 

  • Projet POEMM بوام : Planktonic and Oceanographic Ecosystem Monitoring and Management
  • Projet MOGDEM مدام : Modélisation Opérationnelle pour une gestion Durable des Ecosystèmes Marins
  • Projet Impact des microalgues nuisibles et potentiellement toxiques sur le réseau trophique des écosystèmes pélagiques dans les eaux tunisiennes
  • Projet DYNAMISME ديناميزم : Modélisation de la dynamique sédimentaire et évaluation de la dispersion des polluants dans le golfe de Tunis

 

Laboratoire de Biodiversité et biotechnologies marines :

 

  • Projet Statut des Vertébrés marins menacés et exotiques : Systématique, distribution, éco- biologie et interaction avec la pêche
  • Projet EBHaR ابحار : Etat du Benthos et des Habitats Remarquables
  • Projet BIOMER بيومار : Bioactifs Isolés d'Organismes Marins : Extraction et Ressources
  • Projet Production de substances naturelles actives à partir des microalgues aquatiques en milieux extrêmes : Optimisation de procédés d'extraction et de caractérisation
  • Projet Identification et caractérisation des poissons sous exploités et des co-produits de l'industrie de transformation des produits de pêche dans un but de valorisation

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