L’un des domaines où l’INE est particulièrement visible en instrumentation concerne le développement de capteurs. L’ouvrage Sensors for ecology4 édité par l’INE a mis en évidence les avancées permises par ces nouveaux outils dans de nombreux domaine de l’écologie, y compris en milieu marin. En prenant comme référence l’échelle des assemblages d’organismes voire des individus isolés, les capteurs fournissent des données représentatives des conditions environnementales auxquelles est réellement soumis le vivant. De telles données reflètent directement les interactions entre vivant et environnement. Des partenariats étroits entre experts en technologies de mesure et écologistes ont permis de définir des capteurs adaptés aux contraintes des recherches en écologie, y compris pour des modules de mesure autonomes dans des conditions les plus extrêmes (environnements profonds, mammifères et oiseaux marins). Le soutien technique (ingénieurs, techniciens) dans ce domaine est essentiel au développement de capteurs dédiés aux questions spécifiques de l’écologie, et adaptés aux environnements étudiés. Il faut distinguer les capteurs nécessaires en écologie de ceux qui sont mis en oeuvre dans les dispositifs d’observation à long terme de l’Ifremer ou de l’INSU, même si les recherches en écologie peuvent utiliser les données qui en sont issues. La finalité des réseaux d’observation actuels reste en effet largement celle des changements océaniques à large échelle (circulation physique et biogéochimie liée au cycle du carbone) et n’intègrent pas nécessairement les paramètres biotiques et abiotiques les plus pertinents sur le plan écologique. La disponibilité de capteurs de paramètres chimiques et biologiques pouvant fonctionner de manière fiable et continue reste un facteur limitant, la plupart des capteurs étant des capteurs de paramètres physiques (température, salinité, irradiance) ou reflétant l’abondance du phytoplancton via ses propriétés physiques (fluorescence). IV.6 Capteurs et biocapteurs 45 IV.6.1 Mesures in situ à l’échelle des organismes Dans l’étude des organismes marins, la miniaturisation des dispositifs et la mise au point de nano micro-capteurs implantables sur, voire dans, les organismes révolutionne l’écologie fonctionnelle, la physiologie… La miniaturisation des capteurs et enregistreurs, accompagnée d’un accroissement des capacités d’acquisition et de stockage de données restent une priorité pour suivre les besoins, les déplacements, les comportements et comprendre le fonctionnement de certaines espèces et communautés, sans perturber les individus ainsi instrumentés. Le développement de capteurs et biocapteurs est également un enjeu majeur pour le développement des recherches sur les écosystèmes marins. L’une des perspectives est de pouvoir identifier et suivre in situ la diversité de certains microorganismes (y compris larves de métazoaires), ou encore les variations de certains composés chimiques résultants de l’activité biologique qui témoignent du fonctionnement des communautés. Le suivi in situ de tels paramètres permet aussi d’accéder aux systèmes biologiques et à leurs interactions avec l’environnement. Certains composés chimiques sont notamment susceptibles d’avoir un effet majeur sur les communautés (polluants organiques tels que les HAP ou PCB, formes toxiques d’éléments tels que le sulfure d’hydrogène, les radicaux de l’oxygène, les métaux lourds dissous). Comprendre la réponse à long terme des systèmes biologiques et écologiques aux changements environnementaux nécessite de mieux quantifier les teneurs de ces composés dans l’habitat et leur variabilité. Le développement de capteurs appropriés s’appuie sur des stratégies diverses et complémentaires : • l’adaptation in situ de techniques d’analyse utilisées en laboratoire qui donnent accès à une gamme de paramètres-clés ; et de leurs interactions 4 - Le Galliard J.F. , Guarini J.M. & Gaill F. (edits) 2012 - Sensors for ecology. Towards integrated knowledge of ecosystems. CNRS Edition. pp. 342
prospectivemer2013
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