2015_04: Contrats post- doctoraux 2015, UMR MARBEC et DYNECO/PELAGOS-Ifremer

2015_04: Contrats post- doctoraux 2015, UMR MARBEC et DYNECO/PELAGOS-Ifremer

Fiabilisation de O’GAMELag : outil de modélisation du fonctionnement écologique des milieux
lagunaires eutrophisés
Responsables scientifiques : Annie Fiandrino / Martin Plus / Rutger de Wit
Annie.Fiandrino@ifremer.fr
Martin.Plus@ifremer.fr
Les lagunes méditerranéennes ont subi de fortes dégradations environnementales, notamment depuis les années
1960. Au milieu des années 2000, des mesures de gestion visant à réduire les apports en sels nutritifs à ces
écosystèmes ont été mises en oeuvre sur la plupart des lagunes. Aujourd’hui, sur ces milieux en phase de
restauration, se posent les questions 1) : du temps nécessaire à leur restauration et 2) : des charges maximales en
azote et phosphore que ces écosystèmes peuvent tolérer tout en satisfaisant aux exigences du « bon état
écologique » au sens de la Directive Cadre sur l’Eau ?
Afin d’apporter des éléments de réponse quantitatifs à ces questions un outil numérique (GAMELag) a été
développé (Le Noc et al., 2013) en se basant sur la méthodologie LOICZ (Gordon et al., 1996). Ce modèle a
par suite été affiné et à son stade actuel de développement, il est indispensable de quantifier les incertitudes sur
les produits de sortie du modèle. Ce projet de post-doctorat s’inscrit donc dans une démarche de recherche des
échelles d’intégration des processus physiques et biogéochimiques pertinentes au regard des indicateurs
mesurables de l’état des milieux lagunaires. Les actions prévues sont :
1) l’identification des processus biogéochimiques clés non pris en compte dans la version actuelle du modèle
GAMELag et leur intégration dans l’outil,
2) la hiérarchisation des paramètres d’entrée les plus influents (ceux qui engendrent la variabilité les plus
importantes sur les produits de sortie du modèle). Dans la mesure du possible, la modélisation des
processus les plus critiques sera affinée,
3) La quantification des incertitudes sur les produits de sortie du modèle. « L’acceptabilité » de ces
incertitudes devra également être évaluée.
A l’issue de ce projet, le modèle GAMELag constituera un outil adapté à l’étude du fonctionnement écologique
des milieux lagunaires et dont les limites d’utilisation seront maîtrisées.
Mots-clés : Ecosystèmes lagunaires eutrophisés, modèle biogéochimique, modélisation en boîtes, analyse de
sensibilité, incertitudes
Since the 1960s, Mediterranean lagoons have been degraded by nutrient over-enrichment due to nitrogen and
phosphorus loadings from watersheds that resulted in eutrophication of these semi-enclosed ecosystems. Since
the 2000s, public policies have been pursued aiming to reduce the external nutrient loadings. While this policy
has already initiated restoration processes in some of the lagoons the main questions now comprise 1): what is
the time required for restoring all the biological compartments of the ecosystem? and 2): what are the maximal
allowable N and P loadings to lagoons that are compatible with achieving and maintaining good ecological
status (i.e., compatible with the WFD)?
To answer these questions we developed a numerical tool (GAMELag, Le Noc et al., 2013) based on the
methodology provided by the LOICZ international program (Gordon et al., 1996). Improvements have been
achieved on the model and we now have to study in detail the uncertainties on model results. This post-doctoral
project is part of a research approach focusing on the pertinent scale of integration for modelling the
functioning of coastal lagoons.
This post-doctoral project will focus on:
1)identification of the key biogeochemical processes which were not taken into account in the current version
of the GAMELag model. A revised version of the model will be developed to implements these key processes,
2) identification of parameters for a global sensitivity analysis and prioritize these for their impact on the model
outcome. When possible, the modelling of the most critical processes will be improved,
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Contrats post- doctoraux 2015
3) quantification of uncertainties of the model outcome. The acceptability of these uncertainties will also have
to be assessed.
At the end of the post-doctoral project, the GAMELag model will be a relevant tool in studying of ecological
functioning of lagoon ecosystems, with a well-defined range of validity.
Key-words : eutrophied lagoon ecosystems, biogeochemical modelling, box-models, sensitivity analysis,
uncertainties