Les découvertes et moments clés de l'Ifremer

L’Ifremer (institut français de recherche pour l'exploitation de la mer) naît le 5 juin 1984 de la fusion de deux organismes : le Cnexo (Centre National pour l'Exploitation des Océans) et l'ISTPM (Institut Scientifique et Technique des Pêches Maritimes). L’univers scientifique du Cnexo concerne l’océanologie, l’océanographie et la protection de l’environnement alors que celui de l’ISTPM porte sur les pêches maritimes, l’aquaculture et le contrôle sanitaire des coquillages. Cette double filiation confère donc à l’Ifremer un patrimoine scientifique exceptionnel qui touche tous les domaines des sciences marines. Avec plus de 20 implantations sur le littoral métropolitain et ultramarin, ce nouvel organisme pluridisciplinaire est unique en Europe et dans le monde.

Lors de sa création, l’Ifremer bénéficie des moyens techniques et du savoir-faire des deux organismes dont il est issu. Le Cnexo apporte, outre son siège parisien, ses centres de Brest, de Toulon et du Pacifique, une flotte océanographique et le sous-marin Nautile, alors en phase de tests et qui peut plonger jusqu’à 6000 mètres de profondeur avec trois personnes à bord. L’ISTPM amène plusieurs navires et de nombreux laboratoires qui couvrent le littoral en métropole et en Outre-Mer. Au démarrage de l’Ifremer, les scientifiques sont repartis au sein de trois directions : ressources vivantes, environnement et recherches océaniques, ingénierie et technologie.

Chatry G. 2021. Il était une fois l’Ifremer. Quae, France. https://www.quae.com/produit/1680/9782759232925/il-etait-une-fois-l-ifremer

Du 1^er juin au 11 août 1985, le sous-marin habité Nautile réalise, avec 27 plongées, sa première mission scientifique majeure dans le cadre du projet franco-japonais Kaiko (terme signifiant « fosse » en japonais). Cette expédition porte sur l’exploration des grandes fosses océaniques au large du Japon pour mieux comprendre les phénomènes de sismicité qui affectent ce pays. Trois campagnes, d’environ 15 jours chacune, sont dédiées à des relevés topographiques et géophysiques dans huit zones soigneusement identifiées à l’est et au sud du Japon. Les scientifiques effectuent des échantillonnages de sédiments variés, de roches, et d’eaux ainsi qu’un enregistrement vidéo et des prises de photos sous-marines.

Cette mission permet également de découvrir de nouvelles communautés benthiques abyssales, dominées par les mollusques bivalves (palourdes du genre Calyptogena). Ces colonies de bivalves se développent aux points de sorties de l’eau interstitielle expulsée des sédiments profonds par la subduction (plongée d'une plaque océanique sous une autre plaque) vraisemblablement en utilisant le méthane comme source d’énergie.

Rapport annuel Ifremer 1985 https://archimer.ifremer.fr/doc/00000/4835/  (p21-22)

Le Pichon Xavier, Kobayashi Kazuo, Cadet Jean-Paul, Iiyama Toshimichi, Nakamura Kazuaki, Pautot Guy, Renard Vincent (1987). Project Kaiko - Introduction. Earth And Planetary Science Letters, 83(1-4), 183-185. https://doi.org/10.1016/0012-821X(87)90064-1

Lallemand Serge (dir.) (1989). The Japanese trenches Kaiko program "Nautile" submersible Cruise. June 1st-August 11th 1985. Campagnes Océanographiques Françaises n° 10 - 1989. ISSN 0761-3989.

Laubier Lucien, Ohta Suguru, Sibuet Myriam (1986). Découverte de communautés animales profondes durant la campagne franco-japonaise KAIKO de plongées dans les fosses de subduction autour-du Japon. Comptes Rendus De L Academie Des Sciences Serie Iii-sciences De La Vie-life Sciences, 303(2), 25-29.

Situé sur la façade atlantique, entre les estuaires de la Charente et de la Gironde et sur une partie de l'île d'Oléron, le Bassin de Marennes‑Oléron est déjà en 1985 le plus important bassin de production ostréicole d’Europe. Cependant, depuis une dizaine d’années, la production tend à stagner. Comme la plupart des sites conchylicoles de l’époque, il est caractérisé par des taux modérés de renouvellement d'eau et une disponibilité limitée en éléments nutritifs. L'augmentation progressive de la charge en coquillages cultivés dans le bassin induit donc une diminution de la croissance des huîtres, une augmentation du taux de mortalité et de fait, une diminution de la production.

Pour permettre la gestion de ces écosystèmes et leur diversification, l’Ifremer propose alors un premier modèle mathématique qui intègre l’ensemble des paramètres physiques (température, courant) et biologiques (stocks en élevage, compétiteurs trophiques, alimentation) du bassin et qui permet d’évaluer la capacité biotique du bassin (production potentielle maximale). Ces travaux ont été affinés par la suite avec l’acquisition de nouvelles connaissances. Cette approche généralisable à d’autres bassins a été d’un grand intérêt pour l’aménagement de la conchyliculture nationale et a fait l’objet de plusieurs applications à l’échelle internationale.

Rapport annuel Ifremer 1985 https://archimer.ifremer.fr/doc/00000/4835/     (p6)

Héral Maurice, Bacher Cédric, Razet Daniel, Prou Jean, Deslous-Paoli Jean-Marc, de Pontual Hélène, Raillard Olivier, Ravail Brigitte, Maestrini Serge, Mornet Francoise, Menesguen Alain, Sautour Benoit, Robert Jean-Michel (1989). Modélisation des écosystèmes conchylicoles : bassin de Marennes-Oléron - Rapport de fin de Contrat. https://archimer.ifremer.fr/doc/00048/15904/

Le surimi désigne au Japon, son pays d’origine, un extrait de protéines obtenu à partir de chair de poisson sans arêtes, lavée, raffinée et stabilisée grâce à des substances permettant une conservation à l’état congelé. Sans couleur, ni odeur, ni goût, il présente des propriétés gélifiantes élevées lors de la cuisson qui en font une matière première de choix pour la fabrication de divers produits alimentaires. La maîtrise de la texture du surimi permet de jouer sur la fermeté ou la souplesse du produit final.

En 1985, afin de valoriser des espèces marines peu exploitées, l’Ifremer s’intéresse à la fabrication du surimi à partir d’un poisson à chair blanche, le tacaud. La première chaîne pilote française de fabrication de surimi est ainsi conçue au centre Ifremer de Nantes avec une capacité de 40 kg par heure de surimi et un rendement de 40 % en poids à partir de tacaud étêté et éviscéré. Les conditions opératoires de la fabrication de surimi de tacaud sont optimisées et la possibilité d’utiliser d’autres espèces, notamment les poissons gras (chinchard et sardine) est testée. La faisabilité technique du procédé est aussi démontrée. Un brevet est déposé en 1989. Ces travaux ont contribué à l’émergence d’une industrie active du surimi et de ses produits dérivés (la première en Europe à l’époque). L’appellation « surimi » fait désormais référence au produit alimentaire fini (les bâtonnets) que l’on trouve aux rayons des grandes surfaces. Les espèces les plus utilisées pour sa fabrication sont le merlan bleu, le colin d’Alaska et le lieu noir.

Issu de la fusion du Cnexo et de l’ISTPM, l’Ifremer hérite de la flotte du Cnexo qui intègre, depuis sa création, les navires de l’ISTPM de plus de 25 mètres. Le premier plan de renouvellement de la flotte de l’Ifremer couvre les années 1985 à 2000. Il prend en compte le vieillissement des navires existants, mais aussi les nouveaux besoins exprimés par les scientifiques notamment pour la conduite des grands programmes internationaux d’étude de la planète (par exemple, l’évolution du climat en lien avec l’océan). Ce premier plan est marqué en 1989 par la livraison de L’Atalante, un navire océanographique hauturier de près de 85 m de long destiné à remplacer le navire historique Jean Charcot (1965). En 1996, un nouveau navire halieutique Thalassa de 75m de long prend la place du précédent (1960) qui est cédé à la ville de Lorient. Depuis leur livraison, ces deux navires ont été modernisés en 2009 puis 2021 pour L’Atalante et en 2017 pour le Thalassa.

En zones océaniques polaires et sub-polaires, la présence de glaces de mer - ou banquise -  formées localement ou déplacées par les vents et les courants de surface modifie les flux entre l’océan et l’atmosphère ainsi que la salinité de l’océan au moment du gel et de la fonte. Les glaces de mer jouent donc un rôle majeur dans la circulation océanique et la régulation du climat.

A partir des données d'observation de la Terre du premier satellite européen ERS-1, l’Ifremer démarre en 1992 des travaux autour de la cartographie des glaces polaires. En temps quasi-réel (J + 2 jours), il est possible de déterminer la frontière des glaces avec une précision d’environ 25 à 50 km. De nos jours, avec la mise en œuvre de nouveaux satellites, la précision s’est affinée et est de l’ordre de 12 km.

Depuis 1992, le Laboratoire d'océanographie physique et spatiale du centre Ifremer à Brest cartographie ainsi chaque jour les étendues et mouvements de banquise sur les deux pôles, de même que la part relative des glaces fines (jeunes) et épaisses (âgées). Ces séries de données, longues et uniques, montrent que l’Arctique est la région la plus impactée par le réchauffement global. En 30 ans, l’étendue de banquise en Arctique a considérablement diminué. La surface des glaces pérennes, plus épaisses et ayant résisté à au moins une fonte estivale, a ainsi diminué de près de 40 %.

Girard-Ardhuin Fanny, Ezraty Robert (2007). La mer vue du ciel, la glace de mer est cartographiée en continu. Science-Ouest Magazine, 11. Girard-Ardhuin Fanny, Ezraty Robert (2007). L'IFREMER met en cartes les glaces polaires. Le Marin, 1-7. Open Access version : https://archimer.ifremer.fr/doc/00000/6367/Open Access version : https://archimer.ifremer.fr/doc/00000/6369/

En 1997, une enzyme haute performance de type ADN polymérase est isolée à partir d’un microorganisme hyperthermophile (Pyrococcus abyssi) prélevé à 2000 m de profondeur dans les sources hydrothermales du bassin nord-fidjien dans le pacifique sud. Les ADN polymérases sont des enzymes clés pour les techniques d'amplification in vitro des fragments d'ADN. Cette nouvelle enzyme thermostable, commercialisée par la suite sous le nom d’« Isis », présente des propriétés attractives pour divers domaines industriels : agro-alimentaire, santé, biologie... Outre une grande robustesse (vis-à-vis de la chaleur, la pression, les solvants organiques), cette enzyme présente une haute fidélité : elle peut copier de longs fragments d’ADN avec un taux d’erreur extrêmement faible.

Les micro-organismes des milieux hydrothermaux océaniques profonds sont adaptés à des conditions physico-chimiques extrêmes (pression, température, pH, teneur en éléments minéraux…). Leur constitution biochimique et leur physiologie particulières offrent des perspectives nouvelles pour l’identification de molécules d’intérêt. L’Ifremer oriente donc, dès la fin des années 80, une partie de ses activités en microbiologie vers l’exploration du milieu marin profond. Au début des années 1990, une collection de souches isolées à partir de prélèvements effectués sur ces écosystèmes se constitue peu à peu. La valorisation auprès des industriels via la recherche et la caractérisation de molécules à haute valeur ajoutée (enzymes et polymères bactériens) aboutit en 1997 au dépôt de plusieurs brevets et licence d’exploitation.

Castrec Benoit (2009). Les ADN polymérases B et D de l'Archaea hyperthermophile, Pyrococcus abyssi : contribution à l'étude des relations structure-fonction. PhD Thesis, Université européenne de Bretagne. https://archimer.ifremer.fr/doc/00000/6940/

Querellou J & Cambon M-A. Brevet 1997 – PCT/FR97/01259 – ADN polymerase thermostable d’archaebacteries du genre Pyrococcus sp.

https://www.fishersci.fr/shop/products/proofreading-dna-polymerase-40-times-more-accurate-than-taq-no-need-protect-primers-3-end-store-at-20-c-1/11417010

De septembre à octobre 2000, sur le navire océanographique Thalassa, l’Ifremer coordonne la première des quatre campagnes du programme POMME menées sur un an dans l’Atlantique Nord-Est à mi-chemin entre le Portugal et les Açores.

POMME (Programme Océan multidisciplinaire méso échelle) est un programme national soutenu par les principaux organismes français impliqués dans la recherche océanographique (CNRS/INSU, Ifremer, Météo-France, SHOM) autour de la question du rôle de l’océan sur le climat. Objectif : étudier comment les eaux océaniques hivernales de surface sont enfouies à des profondeurs intermédiaires au début du printemps et comment ce phénomène agit sur le stockage du carbone dans l’océan.

Pour la première fois, des biologistes, dynamiciens, météorologistes et géochimistes, français et étrangers, mènent conjointement une observation détaillée des processus et étudient le rôle de la variabilité temporelle (du jour à la saison) et spatiale (20 à 50 km).

Au cours de cette première campagne POMME, les scientifiques mettent en place diverses instrumentations qui permettront les mesures physiques du programme : mouillages de courantométrie, tomographie, d’émetteurs acoustiques et d’observations météorologiques ainsi que de flotteurs autonomes. Des mesures d’hydrologie et de biologie sont également réalisées pour évaluer les conditions initiales dans la zone concernée.

Mémery, L., G. Reverdin, J. Paillet, and A. Oschlies (2005), Introduction to the POMME special section: Thermocline ventilation and biogeochemical tracer distribution in the northeast Atlantic Ocean and impact of mesoscale dynamics, J. Geophys. Res.,110, C07S01, doi:10.1029/2005JC002976.

GAILLARD, Fabienne, MERCIER, Herle, et KERMABON, Catherine. A synthesis of the POMME physical data set: One year monitoring of the upper layer. Journal of Geophysical Research: Oceans, 2005, vol. 110, no C7.

Desaubies Yves, Billant Andre, Branellec Pierre (2002). POMME - Campagne Pomme T0 - Rapport de données CTD-O2. DRO/LPO/02-01. https://archimer.ifremer.fr/doc/00210/32144/

La culture des huîtres perlières – la perliculture – est une activité essentielle à l’économie de la Polynésie française. L’huître perlière de Polynésie (Pinctada margaritifera) a la particularité de présenter une nacre de couleur noir irisé à la périphérie de sa coquille interne. Elle est ainsi capable de synthétiser ce pigment qui donne la couleur aux perles qu’elle produit.

Depuis 2003, le centre Ifremer du Pacifique accueille un laboratoire de recherche dédié aux expérimentations sur l’huître perlière. En 2012, les chercheurs identifient les protéines contrôlant la sécrétion de la nacre, ce qui constitue une avancée scientifique majeure. Plus récemment, en 2021, les chercheurs percent le secret de la couleur de la perle de l’huître de Polynésie, en déchiffrant les mécanismes génétiques de fabrication des pigments. Tous ces travaux ont ainsi contribué au décryptage des mécanismes de la formation et de la couleur de la perle.

En effet, la production de perles repose sur une greffe entre une huître donneuse et une receveuse. L’opération consiste à insérer dans l’huître receveuse, un nucleus (petite bille sphérique) et un greffon provenant de l’huître donneuse. Le greffon est un petit morceau de manteau, voile de chair qui assure la croissance et le développement de la coquille et la sécrétion de nacre. Le greffon va alors enrober le nucleus et produire de la nacre autour. La qualité et la couleur de la perle ainsi produite dépend du bagage génétique de l’huître donneuse. Après 18 à 26 mois, les perles de culture sont prêtes à être récoltées et doivent présenter au minimum 0,8 mm de couche de nacre.

Ces connaissances scientifiques acquises par les équipes de l’Ifremer ont ainsi permis d’améliorer la qualité des perles au bénéfice de la santé économique de l’industrie perlicole.

Rapports activité Ifremer 2004 et 2012

Ifremer, Centre du Pacifique (2012). Rapport d'activités 2011 de l'Unité de Recherche "Ressources Marines en Polynésie française". CP/RMPF/12.129.

Comm Presse 2021 : https://www.ifremer.fr/fr/presse/perles-de-polynesie-leur-couleur-decodee

Lancé en 2000 par la Commission océanographique intergouvernementale de l’Unesco et l’Organisation météorologique mondiale, le programme international Argo avait pour objectif de développer un réseau global de 3000 flotteurs autonomes pour mesurer en temps réel la température et la salinité des océans sur les 2000 premiers mètres de la colonne d’eau. Fin 2007, Argo atteint son objectif initial. Pour la première fois dans l’histoire de l’océanographie, un réseau global d’observation des océans in situ et en temps réel est en place. Il permet de suivre, comprendre et prévoir l’influence de l’océan sur le climat. 

Déployés en mer, les flotteurs dérivent au gré des courants. Ils sont programmés pour plonger à 2000 m puis remonter après 10 jours. Lors de cette remontée, ils collectent les données physico-chimiques en continu, de la profondeur à la surface. Une fois en surface, ils transmettent par satellite les données qui sont alors mises à disposition en accès libre en moins de 24 h.

Afin de renforcer et de pérenniser la contribution européenne à ce réseau, à partir de 2008, les pays européens se réunissent autour d’une infrastructure de recherche européenne, Euro-Argo, qui obtient en 2014 le statut légal d’ERIC (European Research Infrastructure Consortium) de la part de la Commission européenne (CE). Euro‑Argo est le premier ERIC pour les sciences environnementales mis en place par la CE. Aux côtés de ses partenaires français (CNRS, SHOM, Université de Bretagne Occidentale, Sorbonne Université), l’Ifremer participe à la coordination de Euro-Argo et est impliqué dans tous les aspects du programme Argo. L’Ifremer coordonne notamment Argo‑France, la contribution française au programme Argo et à l’ERIC Euro-Argo. Acteur majeur du programme Argo, Argo‑France contribue au maintien et à la coordination internationale du réseau, à la gestion des données ainsi qu’aux développements technologiques nécessaires aux nouveaux enjeux de l'observation de l'océan. 

En 2019, l’ambition du programme Argo évolue vers la mise en place d’un réseau global d'observation de l'océan en temps réel, multidisciplinaire et de la surface au fond, OneArgo. L’Ifremer et ses partenaires continuent d’assumer un leadership européen et international pour l’atteinte de ce nouvel objectif. 

Sites Argo France et Euro Argo

Rapport d’activité Ifremer 2007 et 2014

En 2017, l’Ifremer et Centrale Nantes crée l’Infrastructure de recherche THeoREM, qui devient Infrastructure de recherche nationale en 2018. Ils sont rejoints en 2020 par l'université Gustave Eiffel. Cet ensemble unique en Europe met à disposition des moyens d’essais en ingénierie marine, mutualisés, et dédiés aux énergies marines renouvelables. Il propose aux utilisateurs potentiels - industriels, développeurs, grandes entreprises ou PME – des installations compétitives pour leurs travaux de recherche et d’innovation sur les interactions entre les structures et le milieu marin.

Les installations de THeoREM permettent ainsi de tester des équipements océanographiques et des modèles réduits de systèmes posés, flottants ou sous-marins (de type éolien, hydrolien, houlomoteur,…). Les moyens d’essais, associés aux compétences scientifiques et techniques des équipes, mis à disposition par THeoREM comprennent en particulier : des bassins d’essais (équipés de générateurs de houle, de vent, de courant), des moyens d’essais en « fondations, matériaux et structures » et des sites d’essais en mer. Au-delà du secteur des énergies marines renouvelables, les moyens expérimentaux de TheoREM s'adressent au secteur naval et offshore.

En 2024, l’infrastructure de recherche THeoREM s’agrandit. Elle intègre les sites d’essais en mer de la fondation Open-C. L’intégration de ces nouveaux moyens, adaptés à l’éolien offshore, le houlomoteur et l’hydrolien, renforce la capacité de l’infrastructure à accompagner les développeurs tout au long des phases de développement, de la pré-conception à la validation industrielle à échelle réelle.

Afin d’ouvrir plus grand ses portes à la société civile, l’Ifremer met en place en novembre 2021 le Comité des parties prenantes. Ses 23 membres sont des personnalités du milieu associatif investies dans la protection de l’environnement marin, des acteurs issus des filières maritimes et des élus de collectivités littorales. Ce comité est ainsi structuré en 5 collèges : associations et ONG ; entreprises et artisans du monde maritime ; travailleurs du maritime ; élus et représentants des territoires ; citoyens engagés. Instance consultative placée auprès du conseil d’administration de l’Ifremer, ce comité permet d’anticiper et de mieux répondre aux attentes de la société vis-à-vis des sciences marines. Il accompagne également l’Ifremer dans sa mission de diffusion de la connaissance vers la société.

Depuis sa création, le comité des parties prenantes a ainsi discuté et émis des recommandations sur l’implication citoyenne dans les projets scientifiques, sur la place de l’Ifremer dans la mise en œuvre des directives marines européennes et dernièrement sur la recherche pour une aquaculture marine durable et innovante.

Quotidiennement, des informations précieuses sont collectées sur l’océan grâce à une grande variété d’instrumentations : satellites, sondeurs pour la cartographie des fonds marins, engins et observatoires sous-marins, bouées instrumentées, flotteurs, etc. Mettre à disposition un outil performant de stockage et de calcul des données marines est un enjeu vital pour la communauté océanographique française. En partenariat avec différents établissements de recherche brestois de recherche et diverses collectivités territoriales de la Région Bretagne, l’Ifremer inaugure le 28 juin 2017 le supercalculateur Datarmor*. Localisé au centre Ifremer à Brest, Datarmor renforce les capacités de stockage et offre une puissance de traitement des données marines quinze fois supérieure au précédent calculateur. Datarmor dispose ainsi d’une puissance de calcul de 426 téraflops (l’équivalent d’environ 3 000 ordinateurs individuels réunis), d’une capacité de stockage de 10 millions de giga-octets et de 4 accélérateurs de calcul dédiés à l’intelligence artificielle. Seul centre de données entièrement dédié à l’océan en France, Datarmor met à disposition de la communauté océanographique française un équipement de pointe, qui permet aux chercheurs de réaliser des calculs très poussés et des simulations numériques pour mieux étudier l’océan et l’évolution du climat. 

En 2023, pour maintenir le pôle au plus haut niveau des capacités techniques disponibles, l’Ifremer lance un chantier de modernisation du centre Datarmor. La plate-forme est dotée de nouvelles solutions de stockage de très grande capacité et moins énergivores, qui permettront à terme de multiplier la capacité de stockage actuelle par 6 pour une même consommation énergétique.

* Ce projet a bénéficié du soutien du Fonds européen de développement régional (Feder), de la Région Bretagne, du ministère de la Recherche, de la Région Bretagne, du département du Finistère, de Brest métropole, du Shom et de l’Ifremer