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 29-04-2011

Pierre POLSENAERE

Gwenaël Abril

M. Dominique Davoult, Professeur, Université Pierre et Marie Curie, Paris VI, Rapporteur
M. Alberto Vieira Borges, Chercheur qualifié, FNRS, Université de Liège, Rapporteur
Mme Isabelle Auby, Chargée de Recherche, IFREMER Arcachon, Examinateur
M. Denis Loustau, Directeur de Recherche, INRA Villenave d'Ornon, Examinateur
M. Gwenaël Abril, Chargé de Recherche CNRS, Université Bordeaux 1, Directeur de thèse
M. Pierre Anschutz, Professeur, Université Bordeaux, Président

Les zones côtières ne sont prises en compte dans les budgets globaux de CO₂ atmosphérique que depuis peu. Il s'avère que bien qu'elles ne représentent globalement que de faibles superficies, les flux de carbone et de nutriments y sont très significatifs à l'échelle globale. On sait peu de chose sur le comportement des écosystèmes lagunaires vis-à-vis du CO₂ et, encore moins des zones intertidales où les échanges avec l'atmosphère ont lieu alternativement avec l'eau et le sédiment.
Les objectifs de cette étude ont été d'une part, d'établir le bilan de carbone échangé entre la lagune d'Arcachon, l'atmosphère et le milieu terrestre, et d'autre part de mettre en relation ces flux avec la production nette de l'écosystème (NEP) afin de mieux caractériser le statut métabolique de celle-ci ainsi que les facteurs environnementaux clés. Pour cela, nous avons mis en place pour la première fois et à différentes saisons et stations, des mesures directes de flux de CO₂ par Eddy Corrélation, une méthode fonctionnant en continu pendant l'immersion et l'émersion. En parallèle, les apports de carbone terrestre sous ses différentes formes ont été quantifiés par un suivi annuel sur 9 rivières alimentant la lagune.
L'export total de carbone par le bassin versant à travers les eaux de surface des rivières est estimé à 116 t C km^-2 an^-1 dont 39% est exporté à la lagune sous forme organique dissoute (DOC) du fait de la prédominance de podzols dans le bassin versant. La forte minéralisation de la matière organique terrestre dans les sols et eaux souterraines sursature largement les eaux en CO₂ et l'export sous forme de carbone inorganique dissoute (DIC) représente environ 21%. La formulation d'un modèle mathématique, le « StreamCO₂-DEGAS », basé sur les mesures de pCO₂, de concentrations et de compositions isotopiques en DIC a permis de montrer que 43% de l'export total de carbone était dégazé sous forme de CO₂ depuis les rivières vers l'atmosphère, réduisant alors le flux net entrant dans la lagune à 66 t C km^-2 an^-1.
Concernant la mesure de flux verticaux, l'analyse cospectrale ainsi que les résultats obtenus en adéquation avec les contrôles physiques et biologiques aux différentes échelles tidale, diurne et saisonnière, ont permis de valider la méthode de l'Eddy Covariance en zone intertidale. Sur l'ensemble de la période de mesures, les flux de CO2 étaient faibles, variant entre -13 et 19 µmol m^-2 s^-1. Des puits de CO₂ atmosphérique à marée basse le jour ont été systématiquement observés. Au contraire, pendant l'immersion et à marée basse la nuit, des flux positifs ou négatifs ou proche de zéro ont été observés suivant la saison et la station étudiées. L'analyse concomitante des flux de CO₂ et des images satellites du platier à marée basse le jour a clairement permis de discriminer l'importance relative des deux cycles métaboliques distincts des principaux producteurs primaires avec (1) les herbiers de Zostera noltii à cycle annuel long, dominant la NEP en été et en automne à la station la plus centrale et (2) les communautés microphytobenthiques, dominant la production primaire brute (PPB) au printemps à la même station et en automne au fond du bassin. Un recyclage rapide de cette production durant l'immersion et l'émersion a aussi clairement été mis évidence. Au vue des différents résultats, la technique d'Eddy Covariance utilisée en zone intertidale laisse envisager d'intéressantes perspectives en termes de connaissances sur les budgets de carbone et les processus écologiques et biogéochimiques dans la zone côtière.

carbone, CO2, pCO2, export, bassin versant, flux, dégazage, échange net de l'écosystème, production nette de l'écosystème, production primaire brute, respiration de l'écosystème, métabolisme, puits, source, zone côtière, zone intertidale, lagune, Zostera noltii, microphytobenthos, Eddy Covariance, image satellite

http://www.theses.fr/2011BOR14253