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Contrat recherche et développement AFB FR5412026 "Survol Parc naturel marin de l’estuaire de la Gironde et de la mer des Pertuis, Observatoire Pelagis ULR/CNRS, 2021."

Contrat recherche et développement OFB n°OFB/2020/0649 "Survol Parc naturel marin de l’estuaire de la Gironde et de la mer des Pertuis, Observatoire Pelagis ULR/CNRS, 2021"

La méthodologie générale s’appuie sur la technique de l’observation le long de transects linéaires préalablement établis. Selon les taxons relevés, deux échantillonnages sont réalisés : un échantillonnage en bande (strip transect) et un échantillonnage avec une mesure d’angle pour estimer la distance au transect (distance sampling).

Les oiseaux, les méduses, les bouées de pêche et les déchets sont relevés dans une bande de 200 m de part et d’autre du trajet suivi par l’avion.

Les bateaux sont relevés dans une bande de 500 m de part et d’autre du trajet suivi par l’avion. Un angle est relevé pour les autres taxons (cétacés, élasmobranches, tortues et grands poissons pélagiques).

Les paramètres recueillis à bord comprennent l'état de la mer, la turbidité, l'éblouissement et la couverture nuageuse. La zone d'étude est située dans le Golfe de Gascogne (Atlantique Nord-Est), incluant le Parc Naturel Marin de l'estuaire de la Gironde et de la mer de Pertuis Charentais, la Zone de Protection Spéciale (ZPS) Pertuis-Rochebonne (FR5412026) et la ZPS Panache de la Gironde (FR7212016).

Les modèles statistiques utilisés sont les DSM (Density Surface Modelling). Cette modélisation spatiale de la densité repose sur l’utilisation d’un modèle additif généralisé (GAM ou ‘Generalized Additive Model’) et permet une estimation d’abondance et une cartographie de celle-ci sur toute la zone d'étude.

Ces prospections suivent un tracé en zigzag de 3500 km (SPEE I et II) à 2570 km (SPEE III) de transect, réalisé pour chaque saison durant 3 années successives 2019 à 2022 (correspondant à 13 sessions). Les transects ont été échantillonnés à une altitude cible de 600 pieds (180 m) et à une vitesse au sol de 90 nœuds (170 km/h) avec des avions bimoteurs à ailes hautes équipés de fenêtres à bulles (Partenavia et Britten Norman BN-2).

L'équipe se compose généralement de deux observateurs formés observant à l'œil nu et d'un navigateur chargé de la collecte de données sur le logiciel SAMMOA.

Un dispositif d’acquisition de photographies en simultané de l’acquisition des données par observation visuelle, STORMM (Système de Télédétection Optique aéroporté pour l’aide au Recensement de la Mégafaune Marine), a été déployé lors de trois sessions en 2021. Cet outil est complémentaire à l’observation visuelle avec un objectif d’optimiser la qualité des données collectées sur la biodiversité marine.

Les données d'observations collectées permettent d'estimer des densités et des abondances relatives par espèces ou regroupements d'espèces. Mais ces résultats ne permettent pas d’obtenir des estimations à une échelle spatiale plus fine que celle de la strate. Pour obtenir des cartes spatialisées de la densité, il faut recourir à la modélisation, et notamment à l’utilisation de modèles statistiques appelés ‘Density Surface Modelling’.

Ces modèles permettent de corréler les détections des animaux à des covariables environnementales, afin de mieux comprendre les mécanismes pouvant influencer la distribution et l’abondance relative des animaux.

Cette modélisation spatiale de la densité repose sur l’utilisation d’un modèle additif généralisé ‘Generalized Additive Model’ ou GAM. Les GAM permettent notamment de prendre en compte des relations non-linéaires entre abondance et les covariables environnementales.

L’inclusion de ces covariables, si pertinentes, permet de prédire la distribution et l’abondance à une échelle spatiale fine à l’intérieur des strates d’échantillonnages, voire d’extrapoler les prédictions en dehors de la zone échantillonnée.

Pour l’estimation de l’abondance relative et pour la représentation de la distribution dans l’espace à partir des DSM, une approche par ‘stacking’ a été retenue. C'est-a-dire que les cartes des prédictions ainsi que les estimations d’abondances relatives représentent une moyenne des cinq meilleurs modèles.

Seuls les espèces ou les regroupements d'espèces avec suffisamment de données d'observations ont pu faire l'objet d'une modélisation.

Les covariables utilisés sont :

- la climatologie de température de surface de l’eau,

- l’anomalie de hauteur d’eau,

- la distance au canyon le plus proche,

- la climatologie de concentration en chlorophylle a,

- l’énergie cinétique des tourbillons,

- la pente du fond marin,

- la distance à la côte ,

- la bathymétrie.

Il faut bien retenir que seul les 5 meilleurs modèles GAM ont été retenus pour le DSM et que pour chaque modèle GAM, différentes covariables ont été retenues pour chaque espèce.

Pour plus de détails :

Authier M., Blanchard A., Dorémus G,. Genu M., Laran S., Nivière M., Spitz J. & Van Canneyt O. 2021. Suivi de la mégafaune marine au large des Pertuis charentais, de l’Estuaire de la Gironde et de Rochebonne par observation aérienne : Campagne SPEE-Rapport de campagne 2019-2020 : rapport final. Observatoire Pelagis (UMS 3462, La Rochelle Université / CNRS) & Parc naturel marin de l'Estuaire de la Gironde et de la mer des Pertuis (Office Français de la Biodiversité) : 78 pp.