Journée de travail IPSL-CIRED

22/05/2025 09:30

Une expédition pour décrypter le cycle de l’eau en Antarctique

16/05/2025 12:30

Forum International de la Météo et du Climat 2025 / Journées pédagogiques et grand public

15/05/2025 09:30

Laser-based mass spectrometry in the planetary sciences: convergence of emerging priorities and enabling technologies

17/06/2025 11:30

Séminaire du LATMOS.

Big Data Assimilation Revolutionizing Numerical Weather Prediction Using Fugaku

13/06/2025 14:00

Séminaire du LMD.

Simulated climatologies of Northern Hemisphere blocking and storm tracks in AGCMs

12/06/2025 14:30

Séminaire du LMD à l’ENS.

Coastal ocean carbon cycle, and the potential role of macroalgae in removing atmospheric carbon dioxide

20/12/2024 10:00

International climate agreements aim to reduce CO₂ emissions, but a gap remains between current trajectories and the reductions needed to limit warming to 2°C. Carbon dioxide removal (CDR) technologies are essential to offset residual emissions, particularly from hard-to-decarbonize sectors. The ocean’s vast capacity to absorb CO₂ offers a key opportunity for marine CDR (mCDR), especially through seaweed cultivation in coastal regions like Exclusive Economic Zones (EEZs). Seaweed farming is promising due to its high productivity and established agricultural practices, but scaling to climate-relevant levels poses challenges related to long-term carbon sequestration and ecosystem impacts. This PhD explores seaweed cultivation as a CDR strategy using the NEMO-PISCES ocean biogeochemical model. Simulations show that seaweed CDR potential is limited by dynamical and geochemical processes, with only partial air-sea carbon equilibration. Biological constraints, including nutrient competition with phytoplankton, further reduce potential.

Additionally, accounting for seaweed’s iron utilization lowers afforestation potential, suppresses phytoplankton production, and reduces CDR estimates. We show that nutrient affinity and demand significantly impact these projections. As CDR will be critical for future climate mitigation, we assess the effects of rising atmospheric CO₂ and climate change on seaweed CDR. Results indicate potential increases at high latitudes due to enhanced stratification and CO₂ concentrations, while other regions may see declines. These findings highlight the importance of accurately representing seaweed physiology and broader biogeochemical processes in future CDR assessments.

Distribution et dynamique du carbone pyrogénique dans les sols à l’échelle du paysage et méthodes pour leur caractérisation

19/12/2024 13:00

Le carbone pyrogénique (CPy) est du carbone organique dont les caractéristiques chimiques et physiques ont été modifiées à divers degrés par l’exposition à une chaleur élevée lors de feux, d’une pyrolyse intentionnelle ou d’une combustion incomplète dans les moteurs et les processus industriels. Il représente 15\% du carbone organique du sol (COS) et peut perdurer dans les sols pendant des décennies, voire des millénaires. En raison de sa stabilité, le CPy, sous forme de biochar, est envisagé comme un amendement pour l’élimination du dioxyde de carbone. Cette utilisation nécessite des moyens d’estimer avec précision la persistance du CPy à partir d’indicateurs facilement mesurables. Après son dépôt à la surface du sol, les processus de transport latéraux et verticaux redistribuent le CPy dans le compartiment terrestre, dans des quantités encore inconnues. Pour quantifier le CPy sur une grande échelle spatiale, il faut des méthodes analytiques rapides et peu coûteuses qui couvrent une large gamme du continuum CPy.

Dans cette thèse, j’ai quantifié le CPy dans le profil du sol à différentes positions du paysage, à différents temps depuis le feu et dans différents types de sol, dans des zones agricoles et forestières, sous un climat océanique tempéré. J’ai montré que le CPy continuait à être redistribué dans les sols et dans le paysage des milliers d’années après sa formation et qu’il n’était pas sensible aux mêmes facteurs environnementaux que le reste de la matière organique.

J’ai utilisé l’analyse thermique Rock-Eval pour évaluer l’étendue des méthodes existantes de quantification du CPy en termes de stabilité thermique et développé des modèles pour prédire les teneurs en CPy équivalentes par Rock-Eval.

Enfin, j’ai examiné la littérature sur la relation entre les paramètres de production du biochar et ses caractéristiques physico-chimiques. Cette étude à montré qu’utiliser la température la plus élevée atteinte pendant la pyrolyse comme prédicteur de la persistance du biochar dans le sol entraînerait des erreurs potentiellement importantes.

Etude de la préservation de la matière organique dans un environnement martien simulé et optimisation de sa recherche in situ par l’instrument MOMA lors de la mission spatiale Exomars 2028

09/12/2024 14:00

La mission ExoMars ESA/NASA enverra en 2030 sur Mars le rover Rosalind Franklin dont l’un des principaux objectifs est la détection de matière organique à sa surface. Celle-ci peut provenir de plusieurs sources, a minima en provenance du milieu interplanétaire ou bien de sources endogènes, dont potentiellement d’origine biologique. L’un des instruments du rover est le Mars Organic Molecule Analyzer (MOMA) constitué d’un chromatographe en phase gazeuse couplé à un spectromètre de masse dédié à la détection et l’identification de molécules organiques, notamment après dérivatisation chimique.

La première partie de mes travaux de thèse a consisté à mettre en place des protocoles d’optimisation de la détection de molécules organiques, axée sur les agents de dérivatisation de MOMA (MTBSTFA et DMF-DMA) et sur le temps optimal de désorption thermique en amont de la dérivatisation. Ces optimisations ont permis d’établir un premier profil de température pour la préparation des échantillons en amont de l’analyse par MOMA.

La seconde partie de ma thèse a consisté à étudier l’évolution de la matière organique dans l’environnement UV martien, a priori peu favorable à sa préservation. J’ai réalisé des expériences d’irradiation en chambre de simulation et ai participé à la préparation d’échantillons pour l’expérience IR-COASTER qui sera exposée aux UV solaires à l’extérieur de l’ISS fin 2024. Les résultats obtenus et à venir permettent un support scientifique de l’instrument MOMA afin de définir les composés organiques les plus susceptibles de résister dans l’environnement martien et leurs produits de dégradation.