Effet récifal des parcs éoliens en mer : Impacts sur la production primaire de carbone (CARBOREEF)

La Manche, mer épicontinentale macrotidale, est influencée par les variations climatiques et soumise à diverses pressions anthropiques. Le littoral normand devrait être le principal producteur d’énergie éolienne en France d’ici 2030. Les parcs éoliens en mer ont des impacts socio-environnementaux à la fois positifs et négatifs. Les structures des parcs éoliens agissent comme des récifs artificiels, créant de nouveaux habitats qui peuvent augmenter la productivité locale, mais entraînent également des problèmes tels que l’introduction d’espèces non indigènes, la dégradation des habitats et des changements dans les flux de carbone. Le manque de connaissances concernant ces impacts est souligné, et l’influence précise de la nature des structures sur l’effet récifal n’a pas encore été quantifiée dans la Manche, bien que la complexité croissante de ces écosystèmes artificiels semble être bénéfique. Des projets utilisant l’éco-ingénierie marine ont montré des résultats positifs, limitant les effets négatifs et améliorant l’état écologique des zones artificielles. Le projet Interreg MARINEFF (2019-2023) a testé la contribution de l’éco-ingénierie à la biodiversité et à la productivité des écosystèmes artificiels. Les équipes ont développé des matériaux, des conceptions et des méthodologies innovantes, évaluant les structures éco-conçues par rapport aux structures traditionnelles. Les expériences menées par l’équipe MERSEA se sont concentrées sur la colonisation des algues et la production primaire associée, montrant différents types d’effets récifaux, allant des récifs dits de « producteurs primaires » riches en macroalgues aux récifs dits de « consommateurs primaires » dont le fonctionnement repose sur l’utilisation du phytoplancton. Dans ce contexte, une approche d’éco-conception vise à évaluer l’impact des différents types d’effets récifaux sur la production primaire de carbone et sa séquestration dans les écosystèmes.

Ce projet de thèse cherche à comprendre et à évaluer les flux de carbone liés aux producteurs primaires en relation avec l’artificialisation de l’écosystème due au développement des parcs éoliens. À cette fin, une double approche sera utilisée, comprenant à la fois des observations in situ et des expériences menées en mésocosmes à la CREC-Station Marine. Pour l’approche in situ, deux sites pilotes seront utilisés pour représenter différentes zones et profondeurs du parc éolien de Courseulles-sur-Mer. L’étude se concentrera sur les compartiments « macroalgues », « microphytobenthos » et « phytoplancton » afin de comprendre les changements dans les processus et leur impact sur la production primaire et la séquestration potentielle de carbone. L’approche in situ évaluera la productivité primaire et la séquestration de carbone en fonction des différents types d’effets récifaux. Les prototypes éco-conçus, fournis par Builders – École d’Ingénieurs, seront évalués par comparaison avec les structures traditionnelles. Le suivi environnemental des structures immergées comprendra l’utilisation de méthodes non destructives telles que la photographie et des échantillons de raclage. Le métabolisme communautaire sera caractérisé à l’aide de cloches benthiques innovantes et de mesures de photosynthèse basées sur des techniques de fluorescence variable. La biomasse carbonée sera mesurée en fonction de la labilité du carbone pour estimer la séquestration. Simultanément, des études expérimentales en mésocosmes seront menées sur des prototypes placés dans des mésocosmes où les conditions seront contrôlées. Trois types d’effets récifaux seront obtenus, et les flux de carbone entre les compartiments biologiques seront étudiés par enrichissement en 13C. La diversité biologique et les stocks de carbone seront également caractérisés. L’approche complémentaire in situ et en mésocosmes fournira un aperçu de la dynamique de colonisation et des flux de carbone associés lors de l’installation de structures artificielles en Manche, contribuant à l’avancement de la modélisation des flux de carbone dans cette région.