Les zones côtières sont particulièrement vulnérables aux multiples effets du changement climatiques et aux pressions anthropiques. La stratification thermohaline des eaux de surface, l’eutrophisation, la désoxygénation et l’acidification des eaux de fond sont à l’origine de multiples facteurs de stress.

Dans ce contexte, le cycle du carbone subit de nombreuses perturbations et le rôle de l’océan côtier en termes de puits ou de sources de carbone est toujours très incertain. La composante sédimentaire de ces milieux hétérogènes et peu profonds est à la fois complexe, relativement peu documentée et particulièrement variable dans l’espace et le temps.

Ce travail présente l’état des connaissances sur le cycle du carbone aux interfaces côtières. Il porte une attention particulière sur la biogéochimie des sédiments et sur l’acidification de l’océan, avec un focus spécial sur la diagenèse précoce et le système des carbonates à l’interface eau-sédiment. Ces problématiques sont abordées sur 3 systèmes RiOMars (River-dominated Ocean Margins) avec des caractéristiques très contrastées : (i) dans l’océan Arctique avec le fleuve Mackenzie et la mer de Beaufort, (ii) en Méditerranée avec le Rhône et ses sédiments prodeltaïques, et (iii) le nord du golfe du Mexique sous l’influence du Mississippi.

Sous l’interface eau-sédiment, la caractérisation des processus de minéralisation (oxique et anoxique) et leurs interactions avec le système des carbonates permettent de mieux comprendre les flux benthiques de carbone inorganique dissous (DIC) et d’alcalinité totale (TA). Sous l’effet de l’acidification des océans, la dissolution des carbonates sédimentaires pourrait bien augmenter dans les systèmes RiOMars. À l’interface eau-sédiment, les flux de DIC renforcent l’acidité des eaux de fond alors que les flux de TA tamponnent les eaux de fond.

Ce travail est le fruit d’un travail d’équipe résultant du co-encadrement de 3 thèses et de plusieurs stages de M2. Nos résultats contribuent à mieux comprendre le rôle des zones côtières, en général, et des sédiments, en particulier, vis à vis du cycle du carbone à l’interface continent-océan.

Lieu de soutenance
Laboratoire des Sciences du Climat et de l’Environnement (LSCE-IPSL)
Bât. 714, pièce 1129
CEA Saclay
Site de l’Orme des Merisiers, 91191 Gif-sur-Yvette

• Gwenaëlle CHAILLOU, Professeure, Université du Québec à Rimouski (UQAR), Institut des sciences de la mer de Rimouski (ISMER), Québec, Canada (rapportrice)
• Lionel DENIS, Professeur, Université de Lille, Faculté des Sciences et Technologies, Station Marine de Wimereux, (rapporteur)
• Édouard METZGER, Professeur, Université d’Angers, LPG-BIAF, Faculté des Sciences, Campus Belle-Beille, Angers (rapporteur)
• Damien CARDINAL, Professeur, Sorbonne Université, LOCEAN, 4 Place Jussieu, Paris (examinateur)
• Stéphanie DUCHAMP-ALPHONSE, Maîtresse de Conférences (HDR), Université Paris-Saclay, GEOPS, Orsay (examinatrice)
• Pieter VAN BEEK, Professeur, Université de Toulouse III – Paul Sabatier, LEGOS, Observatoire Midi Pyrénées, Toulouse (examinateur)
• Edwige PONS-BRANCHU, Professeure, Université de Versailles Saint-Quentin, LSCE, Orme des Merisiers, Gif/Yvette (examinatrice)