La fiche détaillée et/ou la fiche abrégée devront être adressées sous format RTF à l'adresse électronique suivante : martine.revillon@cnrs-dir.fr, en document attaché.

Le document attaché doit être nommé avec les informations minimum suivantes : PROOF_nom du demandeur.

Un dossier papier comprenant obligatoirement l'avis du responsable de la formation doit être adressé, par courrier à :

Martine Révillon
Institut National des Sciences de l'Univers
3, rue Michel Ange
BP 287-16
75766 Paris cedex 16.

Programme " PROcessus biogéochimiques dans l'Océan et Flux"
(Proof)
APPEL D'OFFRES 2005

[du 22-07-2004 au 09-10-2004]

I Cadre général

Au cours de la dernière décennie, le programme JGOFS nous a permis de comprendre que la variabilité du forçage physique océanique à toutes les échelles influence de manière significative la structure des écosystèmes et les cycles biogéochimiques. Le programme Proof développera ces recherches en les inscrivant de manière plus explicite dans le contexte du changement de climat planétaire et de ses répercussions sur le milieu naturel.

Cinq contraintes physiques ou chimiques majeures résultant du changement du climat planétaire et des perturbations de nature anthropique sont identifiées :

• l'augmentation des rejets d'origine anthropique
• l'augmentation de la température
• les modifications de la circulation océanique
• les modifications des dépôt s éoliens d'origine désertique
• l’augmentation des radiations UV à la surface de l’océan

• les flux de CO₂ à l'interface air-mer. Le programme encourage les approches pluridisciplinaires et "pluri-outils" (voir section III) visant à étudier la variabilité des flux ainsi que les causes essentielles, physiques et biologiques.
• les effets des dépôts d'origine désertique sur l'océan superficiel. Ces études incluront celles relatives à la variabilité du transport et des dépôts d'origine désertiques, à la fixation de CO₂ et d'azote atmosphérique, à l'altération de la composition des communautés planctoniques, et aux conséquences sur l'exportation de carbone en profondeur et sur la production de bio-gaz.
• le cycle des gaz à impact climatique. Les études viseront à mieux comprendre et quantifier les processus biologiques et abiotiques contrôlant la production et les concentrations marines de ces gaz (en particulier le DMS) ainsi que les facteurs chimiques et physiques modulant les flux de ces gaz vers l'atmosphère.
• l'impact des radiations UV sur l'océan superficiel. Les études relatives aux effets directs et indirects des radiations UV sur les cycles biogéochimiques des bio-gaz, la photo-oxydation du DOC en CO₂ et l'altération des communautés vivantes sont encouragées.

• la biodiversité (taxonomie et composition des communautés auto et hétérotrophes) et la diversité et l'efficacité des fonctions biologiques (production primaire, biocalcification, diazotrophie, biominéralisation, production de biogaz).
• les facteurs contrôlant la fertilité océanique. Les études s'attacheront à comprendre et à quantifier la manière dont les sels nutritifs et les métaux agissent sur la production primaire en favorisant ou en inhibant le métabolisme de certains groupes fonctionnels du phytoplancton.
• le domaine du "non-vivant" avec des études sur les variables (par exemple les bio-détritus, les colloïdes, le carbone organique dissous) et les processus (transferts entre les phases dissoute et particulaire ou entre les phases organique et minérale, taux de mortalité des communautés auto et hétérotrophes) dont la connaissance est essentielle pour comprendre et modéliser les flux d'exportation de matière et les taux de reminéralisation.
• la représentation des interactions trophiques. La compréhension des mécanismes physiques chimiques et biologiques, présidant à l'établissement, au maintien ou au remplacement d'un type de réseau trophique devra être abordée en même temps que les répercussions éventuelles sur les ressources vivantes exploitables.

• la calibration des indicateurs. Il existe une palette variée de "proxies” caractérisant ou décrivant des processus océaniques clés tels que l'utilisation des sels nutritifs, la production exportée (quantité et qualité). Néanmoins, leur interprétation souffre encore d'incertitudes majeures; en particulier, ils ne prennent pas en compte la variabilité saisonnière et annuelle des systèmes. Les limites d'applicabilité de ces indicateurs doivent donc être rigoureusement testées et évaluées en étudiant notamment les conditions de leur formation et de leur transformation dans l'océan superficiel, dans la colonne d'eau et à la surface des sédiments.
• l'identification de nouveaux "proxies". Il existe d'autres processus océaniques qui font actuellement l'objet d'études approfondies dans l'océan moderne (cf. thèmes 1 et 2) mais pour lesquels il n'existe pas de "proxies". Il en est ainsi des apports atmosphériques de fer, de la fixation d'azote atmosphérique ou de la modification des communautés phytoplanctoniques. De nouveaux indicateurs doivent donc être développés pour permettre l'étude de ces processus. En particulier, les modifications du compartiment biologique pourraient être identifiées en utilisant les biomarqueurs et les outils de la génétique moléculaire (interaction avec le thème 2).

III Les outils, les méthodes

Proof identifie cinq outils essentiels aux recherches pluridisciplinaires en biogéochimie marine. Pour l’utilisation de chaque "outil", le comité scientifique émet les recommandations suivantes.

III.1 L'expérimentation de laboratoire et en mésocosmes

L'objectif premier de ces recherches est de comprendre certains processus biogéochimiques clés dans le cadre d'un forçage maîtrisé. Dans un deuxième temps, l'objectif sera de transférer les résultats ou les approches au milieu océanique. Il est donc important de prendre en compte, dès la conception des expériences, les problèmes de transfert d'échelle.

III.2 L'observation de terrain, les chantiers

• Proof a identifié quatre zones chantiers prioritaires sur lesquelles il est souhaité que la majorité des programmes à la mer se concentrent :
  1. La Méditerranée
  2. L'océan austral
  3. L'Atlantique Nord-Est / Golfe de Gascogne
  4. L'océan tropical
• Dans le cadre des observations de terrain, Proof n’impose pas de paramètres de base à mesurer. Toutefois, la constitution de bases de données requiert souvent des mesures "systématiques" qui ne sont pas forcément utiles à un projet ciblé. Au cas par cas, le comité scientifique pourra demander aux responsables de projet d’acquérir certaines mesures. Dans ce cas, le Comité scientifique s'engage à trouver les accompagnements nécessaires à la réalisation de ces dernières.
• Les observations non-intrusives des processus biogéochimiques (par exemple à l’aide de la biologie moléculaire, de la chimie des isotopes naturels, ou de l’optique in situ) doivent continuer à être développées.

• combiner les données de différents satellites “ couleur de l’eau ” pour assurer des archives continues à partir desquelles les variabilités naturelles et anthropiques pourront être extraites ;
• extraire de nouveaux produits géophysiques et biogéochimiques pouvant être assimilés dans des modélisations régionales ou globales ;
• combiner les données de différents satellites (couleur de la mer, température, altimétrie) permettant des descriptions de la variabilité et des études du couplage physique-biologie à moyenne échelle ;
• piloter les observations de terrain.

• Le programme Proof considère comme essentiel que la communauté française s'engage dans la synthèse sur des thèmes relatifs au cycle du carbone et des éléments associés. Dans ce cadre, le comité scientifique encourage très fortement la soumission de projets utilisant les bases de données (internationales) existantes, en particulier, celles collectées durant la décennie JGOFS.
• La constitution de base de données accessible à la communauté est une nécessité pour chaque projet. C'est pourquoi, dans la sélection des projets, le Comité scientifique attachera une importance particulière à la stratégie de mise à disposition des données. Il adaptera les financements en cas de dysfonctionnement.

• la modélisation couplée physique-biologie en considérant explicitement le transfert d'échelles entre la mesoéchelle et le bassin océanique. En particulier, sont encouragés les développements s'appuyant sur le projet Pomme, dont la phase expérimentale est achevée.
• grâce à l'aide de mathématiciens et de théoriciens, des outils de modélisation permettant d'une part de mieux rendre compte de la non-linéarité des phénomènes biogéochimiques et biologiques et, d'autre part, de contourner le problème du sous-échantillonnage "chronique" des variables et processus servant de paramètres d'entrée ou de validation aux modèles.
• la modélisation des transferts entre dissous et particulaire, entre organique et minéral et entre colonne d'eau et sédiment.

• Le programme soutiendra en priorité des propositions coordonnées réunissant plusieurs équipes avec des compétences complémentaires.
• Pour les projets comportant une campagne en mer en 2006 sur un navire de l'IFREMER, les proposants devront également remplir l'annexe 1. Le programme PROOF a en effet mis en place une procédure visant, à terme, à avoir un formulaire commun INSUE – Navires hauturiers.
• Pour permettre l’évaluation financière du projet, les proposants devront fournir un échéancier pluri-annuel. Pour les projets reposant sur des analyses (in situ ou au laboratoire), la justification détaillée (e.g. coût unitaire de l’analyse et nombre d’analyses prévues, coût total par poste) des dépenses envisagées est demandée (remplir l'annexe 2).

• Une liste de cinq arbitres potentiels, dont trois étrangers, sera produite à l'appui de la demande. Les projets seront évalués par un membre du Comité scientifique et un rapporteur extérieur.
• L'évaluation approfondie (fiche détaillée et fiche abrégée) des projets pluri-annuels se fait de la façon suivante, N étant l'année de soumission :
  • à N+2 pour les projets sur deux ans,
  • à N+2 et N+3 pour les projets sur trois ans,
  • à N+2 et N+4 pour les projets sur quatre ans.
• L'année où il n'y aura pas d'évaluation approfondie, seule une fiche abrégée sera demandée. Cette fiche permettra également au proposant d'apporter des compléments d'information en réponse aux recommandations du comité scientifique.

• Au niveau national
  1. Le thème 1 doit permettre la mise en place d'interactions fortes avec les programmes PNTS, PNCA, PNEDC et PATOM.
  2. Le thème 2 doit également permettre des échanges avec les communautés PNEC et PATOM.
  3. Le thème 3 permettra les échanges avec le PNEC et le PNEDC.
• Au niveau international
  1. Le thème 1 doit permettre l'émergence d'une communauté se structurant, à terme, au sein d'une composante SOLAS-France.
  2. Le thème 2 doit, de la même manière, favoriser l'émergence d'un groupe pouvant contribuer aux futurs programmes post-JGOFS (IMBER) notamment ceux accordant une importance plus marquée aux études à l'interface de l'écologie et des cycles biogéochimiques, y compris le programme GLOBEC.
  3. Le thème 3 pourra devenir la composante française de Paleo Jgofs Task Team (PJTT).
  4. Les projets relevant de la synthèse et de l'utilisation des bases de données entrent dans le cadre de l'effort international de synthèse accompagné par Jgofs.

IV.3 La communication du programme Proof

Un site Web Proof est désormais à la disposition de la communauté à l'adresse suivante : http://www.obs-vlfr.fr/proof/index_vt.htm.

La vocation de ce site est double

• Ce site permet l'accès aux données des projets soutenus par PROOF. Pour les projets nouveaux, une charte "base de données" a été publiée (rubrique information générale) afin de mettre en place une politique efficace de collecte et de mise à disposition des données. Les proposants sont tenus de se conformer à cette charte.
• Il constitue une "porte d'entrée" pour chacun des projets financés. Les responsables de projets soutenus par PROOF sont encouragés à fournir les éléments d'information sur la vie du projet (résultats importants, actualisation des publications, annonce, programmes et compte rendus des réunions, documents "power point", posters).