1. Du littoral au pélagique quel niveau de variabilité spatiale horizontale     

Un premier volet d’étude aborde la variabilité spatiale des communautés planctoniques sur le Léman (projet TransLEM). En effet, si la variabilité temporelle est bien connue au Léman pour le phyto- et le zoo-plancton aux stations de mesure de routine (point SHL2), il n’en est pas de même pour la variabilité spatiale horizontale, en particulier si l’on tient compte de l’ensemble des communautés planctoniques (virus, bactéries, picocyanobactéries, ciliés, flagellés, phytoplancton et zooplancton). De précédentes études ont montré (pour une période donnée) que certains groupes phytoplanctoniques et zooplanctoniques (Pelletier 1968, Pinel-Alloul et al. 1999) étaient caractérisés par une forte hétérogénéité spatiale au Léman. L’objectif de ce projet est de décrire plus finement (échantillonnages répétés au cours de l’année) la distribution spatiale des communautés planctoniques le long d’un transect littoral-pélagique, et ce, en prenant en compte simultanement l’hétérogénéité verticale des communautés pélagiques le long de la colonne d’eau. La variété des communautés planctoniques étudiées est très large, incluant des compartiments biologiques encore peu explorés (communautés virales, bactériennes, archéennes, eucaryotes en termes d’abondance, structure et diversité), et les interactions entre ces communautés (mortalité bactérienne imputable à la lyse virale par exemple) sont prises en compte. Ces données sont attendues non seulement pour la connaissance de l’hétérogénéité spatiale horizontale mais également pour la description des zones profondes peu étudiées en termes de diversité biologique.

Un second volet d’étude relatif à l’hétérogénéité spatiale sera également abordé sur le Léman. Ce projet se basera sur de la télédétection, l’analyse de séries temporelles et la modélisation 3D pour comprendre comment les processus hydrologiques liés aux conditions météorologiques modulent l’hétérogénéité spatiale du lac et contribuent à l’existence de zones nourricières en terme de nutriments et de phytoplancton qui pourraient contribuer au phénomène d’hystérésis observé lors de la réoligotrophisation du lac. Ce projet sera en partie financé par l’ONEMA et implique le CARRTEL et le pôle ONEMA IRSTEA Aix, en collaboration avec EDF, l’EPFL et l’Univ.de Genève/Institut Forel.

2. Les zones benthiques : siège de processus fonctionnels clés pour les cycles biogéochimiques et le fonctionnement lacustre                                                                

Dans le cadre de OLA le rôle des zones benthiques dans le fonctionnement lacustre a pour l’instant été relativement peu étudié, alors même qu’elles représentent une zone clé à la fois en termes de  stockage, recyclage, relargage et d’interactions trophiques. L’accent sera mis ici sur la caractérisation fonctionnelle des communautés et réseaux trophiques benthiques.

Cela concerne d’une part les communautés microbiennes benthiques impliquées dans les cycles du méthane (méthanogénèse et méthanotrophie) et de l’azote (nitrification et dénitrification); l’objectif est d’appréhender les modifications de diversité, d’abondance et de d’expression des gènes fonctionnels en lien avec la variabilité spatiale horizontale (zone littorale versus profonde) et la dynamique saisonnière liée au brassage de la colonne d’eau (ré-oxygénation de la strate d’interface).

Par ailleurs, la variabilité spatiale de la macrofaune benthique ainsi que son implication dans les processus de recyclage et de transfert de la matière organique sédimentaire sera étudiée. La variabilité spatiale de la macrofaune sera abordée à la fois quantitativement (biomasse) et qualitativement (traits fonctionnels). Les outils moléculaires (qPCR sur ARN) et isotopiques seront couplés en vue d’identifier les relations trophiques entre macrofaune et communauté microbienne.

Les investigations seront principalement menées sur les lacs du Bourget et d’Annecy, et Remoray.