UMR CNRS 5805 EPOC
Environnements et Paléoenvironnements
Océaniques et Continentaux

        

Consignes de Sécurité et Numéros d'Urgence
(à l'usage des personnels du laboratoire)

le 22-03-2024

Arnaud LE PEVEDIC

Aldo Sottlichio

Mme. HERRMANN Marine, Directrice de recherche IRD, LEGOS, Rapporteure
Mme. PAUL Maike, Chargée de Recherche, Leibniz Universität Hannover, Rapporteure
Mme. IDIER Déborah, Chargée de Recherche, HDR, Brgm, Rapporteure
Mme. SENECHAL Nadia, Professeure, Université de Bordeaux, Examinatrice
M. BERTIN Xavier, Directeur de recherche CNRS, Université de la Rochelle, Examinateur
M. GRASSO Florent, Chargé de Recherche, HDR, Ifremer, Examinateur
M. SOTTOLICHIO Aldo, Professeur, Université de Bordeaux, Directeur de thèse
M. GANTHY Florian, Chargé de Recherche, Ifremer, Invité

Les phanérogames marines sont un compartiment biologique fondamental au bon maintien des environnements côtiers grâce aux nombreux services écosystémiques qu'elles fournissent. Au cours des dernières décennies, leur surface a été considérablement réduite à l'échelle mondiale, entraînant la perte de leurs fonctions régulatrices, notamment des conditions hydrodynamiques et des flux sédimentaires. Dans ce contexte, cette thèse s'attache à mieux comprendre la réponse des processus hydro-sédimentaires des lagunes côtières peu profondes au déclin d'espèces intertidales, à travers l'étude régionale de l'effet de la régression des herbiers de zostères (Zostera noltei et Zostera marina) du Bassin d'Arcachon.
Cette analyse a été menée grâce à de la modélisation numérique, qui a nécessité de développer et mettre en place une plateforme de modélisation bio-hydro-sédimentaire, constituée de quatre modèles couplés (modèle hydrodynamique, modèle de vagues, modèle de transport sédimentaire et modèle de croissance des zostères), prenant tous en compte l'influence de la végétation. Une attention particulière a été portée à l'implémentation de la végétation dans le modèle de vague et le modèle de transport, en utilisant des approches combinant expériences en laboratoire, de terrain et de la modélisation numérique.
Dans un premier temps, l'influence de la régression des herbiers de zostères a été étudiée sur les conditions hydrodynamiques et a révélé dÂ’importantes modifications de l'hydrodynamique tidale et des conditions de vagues, notamment l'intensification des vitesses sur le fond de l'ordre de 100 % et de la hauteur de vagues de 50 % sur les estrans où les herbiers ont le plus décliné. Ensuite, la contribution de la régression des herbiers sur la modification de l'hydrodynamique tidale a été comparée à celle induite par la reconfiguration des Passes, montrant que le déclin des herbiers a été le principal responsable de la modification des vitesses sur les estrans et chenaux à l'intérieur du Bassin.
En réponse au déclin de Zostera spp., ainsi quÂ’à l'intensification des conditions hydrodynamiques qui en a résulté, cet environnement a subi d'importantes modifications de la dynamique sédimentaire. Les flux d'érosion et de dépôt ont été particulièrement impactés par le déclin, générant des concentrations en matières en suspension de 2 à 6 fois plus importantes. La régression des herbiers a également perturbé les échanges sédimentaires entre la lagune et l'océan ouvert, ainsi qu'entre les différentes zones du Bassin, donnant lieu à une redistribution des différentes classes sédimentaires et à la modification de la composition du sédiment superficiel. Les estrans situés le long des côtes ont eu tendance à s'accréter et à s'envaser, alors que les estrans plus centraux ont eu tendance à s'éroder et devenir plus sableux. En particulier, nous avons montré que la régression des herbiers est le principal responsable des évolutions bathymétriques observées à l'intérieur du Bassin.
Enfin, l'évolution potentielle des herbiers de zostères a été étudiée à travers différentes conséquences du changement climatique que sont la hausse du niveau marin et l'évolution des températures de l'air et de l'eau. Une attention particulière a été portée à la génération de forçages environnementaux futurs, reproduisant les éventuelles températures et le niveau marin à l'horizon 2050. La biomasse des herbiers a témoigné de réponses contrastées à ces deux processus, très dépendantes de plusieurs facteurs environnementaux (profondeur, exposition à l'hydrodynamique, temps de renouvellement). Nous avons également montré que, plus que l'augmentation des températures moyennes, c'est l'augmentation de la fréquence et de l'intensité des événements extrêmes de température qui devrait être le principal facteur de contrôle des évolutions de biomasse dans le Bassin d'Arcachon.

phanérogames, déclin des herbiers, herbiers de zostères, hydrodynamique tidale, clapot, dynamique sédimentaire, modélisation numérique, Bassin d'Arcachon