Soutenance

Les zones polaires sont particulièrement sensibles aux changements climatiques ainsi qu’aux effets de la pollution anthropique. Le bilan de l’ozone troposphérique y est fortement contrôlé par les émissions de monoxyde de carbone (CO) et d’hydrocarbures non méthaniques (NMHC), espèces photochimiquement actives et à courte durée de vie dans l’atmosphère. Bien que principalement d’origine continentale, ces composés possèdent également une source océanique, sur laquelle de grandes incertitudes subsistent, notamment en ce qui concerne sa nature, son intensité et sa variabilité.

Le travail de thèse a eu pour objectif principal de caractériser pour la première fois la source océanique de monoxyde de carbone et des hydrocarbures non méthaniques légers (C₂ à C₆), en zone arctique et d’améliorer la compréhension de leurs processus de production. L’analyse de travaux réalisés en laboratoire sur des cultures d’espèces de phytoplanctons a montré que les voies de production de ces composés pouvaient être multiples. Cette étude a confirmé la production de CO et d’alcènes par voie photochimique, via la photodégradation de la matière organique dissoute colorée (CDOM) sous l’influence des rayons ultraviolets et a également mis en évidence l’émission directe de ces composés par certaines espèces phytoplanctoniques. Le rôle du phytoplancton a également été étudié in situ, en zone arctique, lors d’une campagne océanographique réalisée en été 2010. Le jeu de données a permis de documenter la variabilité horizontale du CO et des NMHC légers par des mesures en surface et leur variabilité verticale par la mesure de nombreux gradients verticaux. Les résultats ont mis en évidence de fortes concentrations de CDOM, CO et propène dans les eaux polaires plus particulièrement dans les zones couvertes de glace de mer, dans une couche de mélange superficielle de faible épaisseur indiquant l’existence d’un mécanisme de photoproduction en surface très efficace. L’isoprène connu pour son origine exclusivement biologique a montré l’existence de zones de  concentration maximales entre -10 et -40m de profondeur en lien direct avec l’abondance de la biomasse phytoplanctonique.

Ce travail apporte une base de données unique sur l’état actuel de l’océan arctique du point de vue de la distribution spatiale de CO et NMHC et pourra être à terme intégré dans les modèles de production biologique marine sur la zone arctique et à terme, à l’échelle globale.