À Villefranche-sur-Mer, des scientifiques du laboratoire d’océanographie ont développé des outils technologiques déployés dans le monde entier. Ces innovations permettent aux chercheurs d’étudier le plancton et son rôle essentiel dans la régulation du climat.
Une base de données collaborative mondiale
Jean-Olivier Irisson, biologiste marin au laboratoire d’océanographie de Villefranche (CNRS-Sorbonne Université), affiche sur son écran la photo d’une salpe, un organisme planctonique translucide parfois échoué sur le rivage. Il fait défiler les fiches d’identité d’autres espèces. « Il y a aujourd’hui 800 millions d’images de variétés différentes de plancton dans cette base de données collaborative que nous avons développée ici à Villefranche-sur-Mer en 2017. Et, chaque mois, elle s’enrichit de 15 millions d’images nouvelles. Près de 4500 scientifiques dans le monde utilisent cette plateforme et ils contribuent à l’alimenter. » Ces chiffres vertigineux donnent la mesure de la richesse de l’univers planctonique.
Du virus à la méduse d’un mètre de diamètre
« Le plancton recouvre des formes de vie extrêmement variées, dont les tailles sont très différentes, poursuit Jean-Olivier Irisson. Ça va du virus microscopique jusqu’à la méduse d’un mètre de diamètre, en passant par des bactéries, des végétaux qui font la photosynthèse et des animaux. »
Une pompe biologique à carbone
Le plancton joue un rôle de producteur d’oxygène, de régulateur du climat et représente la base de la chaîne alimentaire de l’Océan. Ces sujets sont au cœur des recherches de l’équipe coordonnée par Jean-Olivier Irisson. Les scientifiques étudient notamment comment la « neige marine », composée de déchets organiques et de cadavres qui coulent vers les abysses, permet de séquestrer le dioxyde de carbone au fond de l’océan. « On travaille à quantifier la pompe biologique à carbone, un mécanisme essentiel par lequel l’océan régule le climat. L’étudier permet d’améliorer notre compréhension du changement climatique. » Pour y parvenir, ils ont dû développer des outils innovants. « Un ingénieur du laboratoire, Marc Picheral, a conçu une caméra, l’Underwater Vision Profiler (UVP), qui permet de photographier la colonne d’eau. »
L’impact du changement climatique sur le plancton
D’autres scientifiques s’intéressent aux conséquences du réchauffement climatique sur ces organismes. « On analyse l’évolution de la quantité et de la composition du plancton sur de longues périodes », décrit Jean-Olivier Irisson. Les chercheurs s’appuient notamment sur une série d’échantillons prélevés chaque jour dans la rade de Villefranche depuis 1967. Leurs recherches visent à comprendre les changements de morphologie des organismes. Là encore, un outil conçu au sein du laboratoire d’océanographie, le ZooScan, a permis d’améliorer la précision des données collectées. « On a découvert que dans la rade de Villefranche, la quantité globale de plancton diminue. Dans le même temps, le zooplancton restant devient en moyenne plus gros, ce qui est contraire aux attendus dans le contexte de réchauffement des eaux. »
ZooScan, caméra hi-tech : des outils utilisés dans le monde entier
Pour repousser toujours plus loin les frontières de la connaissance du plancton, les océanographes ont développé des outils innovants. Les chercheurs versent le contenu d’un pot d’échantillons récoltés en mer sur le ZooScan, scanner étanche qui numérise l’ensemble. Puis un programme informatique découpe et identifie l’image de chaque petit organisme. Le ZooScan permet aussi de mesurer très précisément leur taille, ou encore leur opacité. Entre 150 et 200 ZooScans sont aujourd’hui utilisés dans le monde. Cet instrument a été conçu au sein du laboratoire de Villefranche par Gaby Gorsky (ancien directeur du laboratoire d’océanographie de Villefranche) et Marc Picheral au début des années 2000. Avant cette invention, le plancton était trié et compté à l’œil sous microscope. « Les changements d’opérateurs humains peuvent introduire des biais difficiles à corriger a posteriori », souligne Jean-Olivier Irisson.
Une caméra étanche jusqu’à 6000 mètres de profondeur
Fixée à des instruments océanographiques classiques, la caméra étanche jusqu’à 6000 mètres de profondeur capture jusqu’à 20 images par seconde au cours de sa descente. « La facilité de déploiement de l’Underwater Vision Profiler (UVP) a permis de multiplier les mesures de manière exponentielle », note encore Jean-Olivier Irisson. Là où les chercheurs manquaient de données, ils ont aujourd’hui pu accumuler plus de 50 000 profils de descentes à travers l’océan global. Grâce à ce volume inédit de données visuelles standardisées, les scientifiques peuvent désormais estimer l’export de carbone vers les fonds marins de façon beaucoup plus précise.
