Post-exchange zooplankton

in ballast water of ships

entering the San Francisco Estuary

D’après l’article de Choi et al., Journal of plankton research (2005).

Atelier "Invasions et transferts biologiques"

0

kilomètres

200

Ports échantillonnés dans l’Estuaire de San Francisco et le nombre d’échantillons d’eaux de ballast collectés dans chaque port (entre parenthèses)

Etats-Unis

Contexte• Organismes marins installés : élimination presque impossible

• Volume mondial d'eaux de ballast transféré = 10 t/a

• Contenu des eaux de ballast : organismes aquatiques (≠ stades de vie)

jusqu'à 3 000 espèces par jour

une nouvelle espèce étrangère toutes les 14 semaines s'installe dans la Baie de San Francisco

Invasions :

problèmes environnementaux, économiques, sur la santé humaine

estuaire altéré

limitation en ressources disponibles

• Déchargement des eaux de ballast

estuaire envahi par des espèces non natives

espèces natives en déclin

• En Californie (2000), échange des eaux de ballast dans l’océan obligatoire

diminution des risques d’invasion

10

Contexte• Pourquoi cette étude ? 

- comprendre l’efficacité des échanges des eaux de ballast

- déterminer les efforts de réduction d’invasions biologiques

• Objectifs de l’étude  

- bilan sur l’efficacité de l’échange des eaux de ballast

dans l’océan

- bilan de l’état actuel des eaux de ballast :

région source, type de navire, méthodes de vidange utilisées

- fréquence d’arrivée des eaux de ballast

- échantillonnage du zooplancton pour qualifier et quantifier les

espèces transportées et déversées

- origine des espèces introduites

Matériel et méthodes• Sélection des bateaux

Sources : National Ballast Information Clearinghouse

San Francisco Marine Exchange fournit les données quotidiennes

sur le trafic des navires

Agents de la Commission des terres de l’état de Californie aident à

l’échantillonnage

Matériel et méthodes• Sélection des bateaux

Sources : National Ballast Information Clearinghouse

San Francisco Marine Exchange fournit les données quotidiennes

sur le trafic des navires

Agents de la Commission des terres de l’état de Californie aident à

l’échantillonnage

Données recensées

• Etat d’escale,

• Port d’escale,

• Date d’arrivée,

• Nom du navire,

• Type de navire,

• Derniers pays et port d’escale,

• Volume déchargé et non,

• Méthode de vidange utilisée…

Matériel et méthodes

Vraquiers Porte-conteneurs

Période d’échantillonnage

entre mi-mai 2002 et mi-juin 2003 

entre août 2001 et juillet 2002

Lieu d’échantillonnage

6 ports différents port d’Oakland

Méthode de prélèvement

prélèvement manuel dans les réservoirs avec un filet (ø = 30 cm, maille = 80µm) volume minimum = 0.5m³

pompe puis eau déversée

dans un filet (maille = 80µm)

Nombre d’échantillons

49 de 48 vraquiers août 2001 (3) et juillet 2002 (15)

• Navires échantillonnés

kilomètres

200

Ports échantillonnés dans l’Estuaire de San Francisco et le nombre d’échantillons d’eaux de ballast collectés

dans chaque port (entre parenthèses)

Oakland (7)

Sacramento (13)

Stockton (12)

Richmond (9) Pittsburg (4)

Redwood City (4)

Matériel et méthodes

Vraquiers Porte-conteneurs

Période d’échantillonnage

entre mi-mai 2002 et mi-juin 2003 

entre août 2001 et juillet 2002

Lieu d’échantillonnage

6 ports différents port d’Oakland

Méthode de prélèvement

prélèvement manuel dans les réservoirs avec un filet (ø = 30 cm, maille = 80µm) volume minimum = 0.5m³

pompe puis eau déversée

dans un filet (maille = 80µm)

Nombre d’échantillons

49 de 48 vraquiers août 2001 (3) et juillet 2002 (15)

• Navires échantillonnés

Résultats et Discussion• Eaux de ballast

Variation de la durée de voyage des vraquiers selon leur provenance

survie des espèces transportées via les eaux de ballast varie

Echanges effectués à mi-chemin

Région source prédominante : Asie

Méthodes d’échange 

- méthode de déballastage – remplissage utilisée par :

2/3 des vraquiers

tous les porte-conteneurs

- méthode de pompage

Efficacité des méthodes

Abondance du zooplancton, classé par groupe taxonomique,

dans les eaux de ballast des vraquiers ayant utilisé

la méthode de déballastage – remplissage (A) ou la méthode de pompage (B)

400

400

Abondance / m³

Calanoid copepod

Oithonid copepod

Oncaeid copepod

Harpactic

oid copepod

Copepoda nauplii

Barnac

le la

rvae

Other

s

0

400

800

600

600

400

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200

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200

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Résultats et Discussion• Statut des espèces trouvées dans les eaux de ballast :

- espèce introduite - espèce inconnue - espèce résidente - espèce non résidente

• Copépodes = espèces les plus représentées dans les eaux de ballast

• Navires provenant d’un même port d’origine composition en zooplancton semblable

• Abondance moyenne de zooplancton non natif < 100 individus par m³

• Oithona similis : espèce résidente la plus présente

Espèces présentes dans les eaux de ballast

Introduite7%

Non résidente42%

Résidente37%

Cryptique14%

Résultats et Discussion• Renouvellement > 95% des eaux de ballast originelles

pas 95% des espèces éliminées

- pompage : vers le haut

espèces au fond sont moins sujettes aux échanges

- déballastage - remplissage : vers le bas

moins d’opportunités d’échapper au déballastage

Abondance du zooplancton : Déballastage – remplissage < Pompage

• Autres sources de variation de l’abondance de zooplancton

- région d’origine

- efficacité des échanges

• Autre but des échanges océaniques

- compromettre l’état physiologique en augmentant le stress

environnemental

diminution des risques d’invasion

Résultats et Discussion• Nécessité d’études comparables et plus nombreuses

• Manque de rigueur

- méthode d’échantillonnage

- nombre d’échantillons

- période d’échantillonnage

- type de réservoirs

- origine des échantillons

- prélèvement des eaux d’échantillonnage

Perspectives• Contrôle des espèces introduites via les eaux de ballast

Traitements mécaniques - filtrage- non rejet des eaux de ballast - conservation des eaux de ballast pendant une longue période

Traitements physiques- ions de cuivre et d’argent produits par électrolyse- désinfection aux rayons ultraviolets- utilisation des différences température/salinité

Traitements chimiques- désinfection au chlore- produits chimiques et des biocides- contrôle de la privation d'oxygène

Traitements biologiques - involontaires- volontaires

z

Perspectives• Gestion des eaux de ballast

- prévenir et réduire l’introduction d'organismes aquatiques nuisibles et d'agents pathogènes

élimination à terme

- renouvellement en eau profonde organismes moins nombreux et peu susceptibles de

s'adapter à un nouvel environnement côtier ou à l'eau douce

- renouvellement conjugué à d'autres pratiques de gestion

- règles appliquées au niveau international

• Autre source d’invasion via les navires

- espèces Hitch-hickers (fouling et clining)

Références

• Publications

Pondella D.J., Chinn Z.K.J., 2005. Records of chameleon goby,Tridentiger trigonocephalus, in San Diego Bay, California. California Fishand Game [Calif. Fish Game]. Vol. 91, no. 1, pp. 57-59. 2005.

Ruiz G.M. et al., 2000. Global spread of microorganisms by ships. Nature.Vol 408, pp. 49. 2000.

Courchamp F., Clutton-Brock T., Grenfell B., 1999. Inverse densitydependence and the Allee effect. TREE vol. 14, no. 10 October 1999.

Anil A.C., 2006. A perspective of marine bioinvasion. Multiple dimensionsof global environmental change. pp. 203-213. 2006.

• Internet

www.imo.orghttp://www.oceanatlas.org http://invasions.si.edu/nbic/http://www.tc.gc.ca/securitemaritime/

Autres exemples d’espèces introduites via les eaux de ballast

• Tridentiger trigonocephalus : Gobie caméléon

Introduit dans la baie de San Francisco (origine : Pacifique asiatique)

Hypothèses d’introduction :

- eaux de ballast par des navires internationaux- œufs transportés via des huîtres importées à des fins d’aquaculture- œufs transportés via des espèces fouling

• Espèces pathogènes

blooms pouvant contaminer les Hommes épidémies humaines

Concentration du zooplancton : 200 individus par m³ Concentration des bactéries : 8,3 10 par m³

Bactérie Vibrio cholerae : introduite dans les eaux côtières d'Amériquelatine (origine : Asie)

Dinoflagellés : introduits dans les eaux australiennes (origine : Asie SE)

11

Pays Vraquiers Porte-contneurs

Japon 24 1

Corée 8 1

Chine 6 8

Thaïlande 3 -

Taiwan 2 -

Nouvelle Zélande Australie

- 3

Pays-Bas - 3

Mid-ocean 5 -

Autres pays 3 -

Origine des eaux de ballast des navires échantillonnés

(vraquiers et porte-conteneurs) avant l’échange dans l’océan ouvert

• Espèces introduites remplacement des espèces existantes occupation des niches écologiques vacantes

• Procédés favorisant l’installation d’une espèce - mode de reproduction- large répartition des populations- kyste de résistance- absence de parasites - absence de prédateurs - taille minimale de l’inoculum = élément clef

• Effet Allee : relation positive entre le taux d'accroissement et la densité populations à faible effectif affectées

probabilité d’extinction augmente

Conférence internationale sur la gestion des eaux de ballast des navires

Convention internationale sur la gestion des eaux de ballast adoptée (2004)

- contrôle et gestion des eaux de ballast et sédiments des navires, rejet ne doit être effectué qu'au moyen de la gestion des eaux

de ballast conformément aux dispositions de l'Annexe à la Convention

- définit les conditions de renouvellement des eaux de ballast, compte tenu des directives élaborées par l'Organisation

- invite l'Organisation à élaborer de toute urgence ces directives

Aspects futurs liés au renouvellement des eaux de ballast

- directives pourront être révisées compte tenu de l'évolution technique de renouvellement et/ou de l'apparition de nouvelles méthodes de gestion des eaux

Atlas des océans des Nations Unies

• Collaboration en matière d'information scientifique la plus ambitieuse

facilitation de futures négociations sur des accords concernant les océans

contribution à la lutte contre la détérioration des océans et à promouvoir leur développement durable

• Sujets traités : pêche, piraterie, efflorescence d'algues nuisibles, récifs coralliens en danger de dégradation moyen ou élevé, espèces envahissantes

• Pêche excessive, destruction des habitats côtiers et pollutions (industrielle, agricole et ménagère)

mise en danger des poissons (= principale source de protéines animales dans l'alimentation humaine)

mise en danger de la biodiversité marine et du climat de la planète

• Informations de l'Atlas sont classées par zones d'intérêt

Renouvellement des eaux de ballast 

• Obtenir un renouvellement volumétrique effectif d'au moins 95 % des eaux de ballast

• Problèmes de sécurité du navire et de son équipage

• Dans les zones de grands fonds marins ou en haute mer moyen de limiter les risques de transfert d'organismes aquatiques nuisibles et d'agents pathogènes par l'intermédiaire des eaux de ballast des navires

• Concevoir des pratiques en matière de renouvellement des eaux de ballast en fonction

- des conditions météorologiques- de la cargaison transportée - des conditions de stabilité

• Si eaux ne peuvent pas être déversées pour des raisons de sécurité, il faut que le capitaine le note dans le registre.

Méthodes de vidange• Vidange des ballasts de 15 à 41 heures.

• Méthodes de renouvellement des eaux de ballast évaluées et acceptées par l'Organisation :

- méthode séquentielle : procédé qui consiste à vider une citerne de ballast puis à la remplir avec de l'eau de ballast pour obtenir un renouvellement volumétrique de 95 % au moins

- méthode du flux continu : procédé qui consiste à remplir d'eau propre une citerne de ballast en laissant l'eau déborder par un trop-plein ou autre dispositif

- méthode de la dilution : procédé qui consiste à remplir d'eau propre par le haut de les citernes à ballast et à les vidanger simultanément par le fond (avec le même débit)

La méthode du flux continu et la méthode de la dilution sont considéréescomme des méthodes de pompage.

En raison des tailles et des formes des navires, impossible d’affirmerquelle méthode est la meilleure

kilomètres

200

Ports échantillonnés dans l’Estuaire de San Francisco et le nombre d’échantillons d’eaux de ballast collectés

dans chaque port (entre parenthèses)

Oakland (7)

Sacramento (13)

Stockton (12)

Richmond (9) Pittsburg (4)

Redwood City (4)

Espèces présentes dans les eaux de ballast

Introduite7%

Non résidente42%

Résidente37%

Cryptique14%