Résumé du stage:
L’Underwater Vision Profiler (UVP) est une caméra qui permet d’imager le plancton et les particules marines de taille > 100 μm (neige marine), tout le long de la colonne d’eau. Il donne ainsi accès à la distribution en taille des particules, qui résulte des processus de production, agrégation et fragmentation. Jusqu’ici, les données particules de l’UVP ont été principalement utilisées pour quantifier la pompe biologique du carbone, en utilisant les distributions de taille des particules pour estimer l’export vertical de la matière particulaire (e.g. Fender et al 2019). Peu
d’études ont différencié les types des particules, en raison de leur forte hétérogénéité (Trudnowska et al 2021). L’objectif de ce stage est d’analyser les distributions de particules observées avec l’UVP5 (Picheral et al 2010) pour identifier des types d’assemblages distincts et de les mettre en relation avec la distribution du phytoplancton et l’hydrologie. L’originalité de ce projet est l’application de la méthode de mélange gaussien (GMM, MacLachan and Peel, 2000) pour distinguer des types d’assemblages de particules. Cette méthode permet de décomposer des distributions multimodales en différentes composantes gaussiennes. L’analyse sera donc réalisée à l’échelle de la distribution et non à l’échelle individuelle. De récentes applications (Garcia et al, en révision) ont montré le potentiel de cette approche pour les communautés de
phytoplancton.
Ces données ont été acquises lors de la campagne BIOSWOT-MED (20-avril-15 mai 2023 doi :10.17600/18002392), qui a eu lieu en Méditerranée, au nord-est des Baléares. Lors de la campagne BIOSWOT-Med, on a pu échantillonner finement une structure frontale séparant deux masses d’eaux, et caractériser les communautés planctoniques (phytoplancton et zooplancton) dans chacune (Duranson et al 2025).
Ces assemblages de particules seront mis en relation avec les masses d’eau, les types phytoplanctoniques présents et la dynamique de la zone. D’autres jeux de données acquis avec l’UVP pourront être analysés en fonction de l’avancement. (Kiko et al 2022, et voir https://ecopart.obs-vlfr.fr/).
Ces analyses contribueront aux questions scientifiques suivantes :
– Quel est l’apport de la méthode GMM par rapport à d’autres méthodes (spectre de taille) pour caractériser les distributions de particules ?
– Quel est le « paysage » de particules pendant BIOSWOT ?
– Quels sont les processus à l’origine des assemblages identifiés ?
– Quelle est la généralisation possible à d’autres jeux de données UVP ?
Profil de l’étudiant:
Intéressé par la dynamique de l’écosystème pélagique vue au travers de l’analyse de données multivariées. Goût pour le codage dans un langage courant (R, Python, Matlab, …).
Compétences acquises pendant le stage:
Démarche scientifique, analyse de données multivariées, connaissance des capteurs récents de comptage du plancton, distribution en taille des particules.
Durée du stage : 5/6 mois
Gratification : environ 600 euros/mois
Bibliographie :
Doglioli A, Grégori G (2023) BioSWOT-Med cruise, RV L’Atalante, https://doi.org/10.17600/18002392
Duranson M, et al 2025 https://doi.org/10.5194/egusphere-2025-1125
Fender, C. K., Kelly, T. B., Guidi, L., Ohman, M. D., Smith, M. C., & Stukel, M. R. (2019). Investigating particle size-flux relationships and the biological pump across a range of plankton ecosystem states from coastal to oligotrophic. Frontiers in Marine Science, 6, 603.
Garcia, T., Oms, L., Milhaud, X., Doglioli, A., Messié, M., Vandekerkhove, P., … & Pommeret, D. (soumis). A statistical approach to unveil phytoplankton adaptation to ocean fronts. https://hal.science/hal-05012274v1
Kiko, R., et al 2022: A global marine particle size distribution dataset obtained with the Underwater Vision Profiler 5, Earth Syst. Sci. Data, 14, 4315–4337, https://doi.org/10.5194/essd-14-4315-2022, 2022.
McLachlan, G. J. and Peel, D.: Finite mixture models, John Wiley & Sons, 2000.
Picheral, M., et al (2010). The Underwater Vision Profiler 5: An advanced instrument for high spatial resolution studies of particle size spectra and zooplankton. Limnology and Oceanography: Methods, 8(9), 462-473.
Trudnowska, E et al (2021). Marine snow morphology illuminates the evolution of phytoplankton blooms and determines their subsequent vertical export. Nature communications, 12(1), 2816.
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