La physique de l’upwelling sénégalais scrutée numériquement pour mieux appréhender le fonctionnement de l’écosystème local

Jeudi, 8 juin 2017

La modélisation numérique océanique fournit des informations essentielles sur la manière dont les courants marins façonnent le fonctionnement des écosystèmes côtiers. Elle permet d’identifier et comprendre les processus physiques importants, de mieux les observer et, de plus en plus, de fournir des guides utiles à la gestion intégrée de l’environnement marin et des pêches. L’étude menée par une collaboration internationale(1) révèle la physique d’une zone écologiquement clé de l’océan côtier ouest-africain. Cette zone, le plateau continental sénégalais au sud de Dakar, est bien connue pour sa pêche artisanale et ses études halieutiques, mais ses courants restaient mal compris. Cette étude introduit le concept de “low enrichment - high retention upwelling” pour caractériser la dynamique du plateau sud-sénégalais. L’enrichissement par les remontées d’eaux dues aux vents dominants (phénomène d’upwelling) y est faible en comparaison des prédictions théoriques. Mais la circulation des masses d’eau est en retour particulièrement favorable à une bonne rétention côtière des œufs et larves de nombreuses espèces marines se reproduisant dans cette zone. Cette étude contribue à éclairer l’importance écologique de l’océan côtier sud-sénégalais qui, mieux comprise, pourra être mieux prise en compte.

Retour de la pêche au Sénégal, quai de Ouakam. © IRD – Ifremer / Campagne AWA 2014, Olover Dugornay Malgré des décennies de recherches, de nombreux mystères continuent d’entourer les liens qu’entretiennent les petits poissons pélagiques avec leur habitat et ses paramètres physiques et biogéochimiques (température, salinité, oxygène dissous, chlorophylle) et plus généralement l’écosystème planctonique.
Dans les systèmes d’upwelling, le paradigme dominant a longtemps été que la simplicité du processus d’enrichissement de l’écosystème (la remontée d’eaux riches en nutriments sous l’action des vents dominants, voir figure 1) devait permettre de comprendre le fonctionnement de l’écosystème à l’aide d’indicateurs simples quantifiant l’intensité des remontées nutritives et donc la productivité de l’écosystème marin local. L’indicateur le plus utilisé est l’indice d’upwelling (ou indice de Bakun) basé sur l’intensité du vent générateur de l’upwelling. De nombreuses difficultés ont tempéré ces espoirs : en réalité, une quantité de processus interviennent dans les relations entre environnement et écosystème, même dans les zones d’upwelling.

Dans l’article intitulé « Dynamics of a low enrichment-high retention upwelling center over the southern Senegal shelf », Siny Ndoye et ses collaborateurs du consortium AWA ("Ecosystem Approach to the management of fisheries and the marine environment in West African waters”) clarifient par une approche numérique la dynamique et la circulation de l’océan côtier sud-sénégalais. S. Ndoye, originaire d’une communauté de pêcheurs artisanaux de Rufisque, a réalisé la première modélisation réaliste à haute résolution de cette zone durant sa thèse de doctorat, réalisée entre Dakar et Paris (LPAO-SF, Université Cheikh Anta Diop ; LOCEAN, Université Pierre et Marie Curie). Ces travaux s’appuient sur le modèle communautaire CROCO (Coastal and Regional Ocean Community Model). Complétés par les analyses des données de campagnes en mer (Capet et coll., 2017), ils révèlent la complexité des processus qui façonnent l’habitat des petits poissons pélagiques, et plus généralement le fonctionnement de l’écosystème.

Il ressort de l’étude numérique que les concepts théoriques de l’upwelling côtier s’appliquent mal dans la zone Sud-Sénégal, et l’intensité du processus d’upwelling y est beaucoup plus faible que prédit par l’indice de Bakun. L’enrichissement est donc réduit, mais l’écosystème bénéficie en retour d’une rétention côtière très favorable. Les forces de pression dans la région favorisent également la rétention en contrebalançant la dérive vers le large due au vent.
Ces travaux confirment le caractère unique de l’upwelling sud-sénégalais. Ils expliquent aussi le rôle de nourricerie joué par sa frange la plus côtière. Pour les petits pélagiques, une stratégie de reproduction adaptée aux conditions dominantes dans la zone consiste à pondre à proximité de Dakar où se concentre la résurgence. Les distributions des larves de petits poissons pélagiques recueillies pendant la saison d’upwelling par la campagne AWA2014 confirment la prédominance de cette stratégie pour les espèces rencontrées.

Prises dans leur ensemble, ces conclusions éclairent l’importance écologique de la zone. Dans un contexte de découvertes de ressources fossiles au large, elles apportent des éléments nouveaux pour guider les études d’impact et les futures décisions d’exploitation. Elles ouvrent également de nombreuses pistes de recherche sur les liens complexes entre les petits poissons pélagiques et leur environnement. En raison de la relative simplicité de sa physique, l’upwelling sud-sénégalais offre un laboratoire naturel particulièrement propice pour les explorer. Il est d’ailleurs prévu d’en faire une zone atelier CROCO pour les années qui viennent.

Note(s): 
  1. Les laboratoires et instituts participant à cette collaboration sont les suivants : l’Université Cheikh Anta Diop de Dakar (Sénégal), le Laboratoire d’océanographie et du climat : expérimentations et approches numériques (LOCEAN/IPSL, UPMC / CNRS / MNHN), l’Université Assan Seck de Ziguinchor (Sénégal), le Laboratoire d'océanographie physique et spatiale (LOPS/IUEM, CNRS / UBO / Ifremer / IRD), l’UMMISCO (IRD), le Leibniz center for tropical marine ecology (Germany), le Laboratoire des sciences de l'environnement marin (LEMAR/IUEM, CNRS / UBO / IRD / Ifremer) et le Centre de recherche océanographique Dakar-Thiaroye (Sénégal).
Source(s): 

Ndoye, S., X. Capet, P. Estrade, B. Sow, E. Machu, T. Brochier, J. Döring, and P. Brehmer (2017), Dynamics of a “low-enrichment high-retention” upwelling center over the southern Senegal shelf, Geophys. Res. Lett., 44, doi:10.1002/2017GL072789.

Contact(s):
  • Xavier Capet, LOCEAN/IPSL
    xavier [dot] capet [at] locean-ipsl [dot] upmc [dot] fr, 01 44 27 27 07

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