Soutenance de thèse de Doctorat

Titre : Fonctionnement biogéochimique actuel et passé de l'écosystème benthique de la Vasière Ouest-Gironde (golfe de Gascogne) : processus de reminéralisation, recyclage et stockage du carbone et des éléments associés (O2, N, Mn, Fe, P, S)

Nicolas DUBOSQ - UMR EPOC
Equipe Ecologie et Biochimie des Systèmes Côtiers

Afin d'améliorer la compréhension du fonctionnement biogéochimique des marges continentales sous l'influence de grands fleuves (RiOMars pour River-dominated Ocean Margins), la Vasière Ouest Gironde (VOG) a été prise comme un modèle de système tempéré non-deltaïque soumis à un fort hydrodynamisme.

La réalisation de mesures in situ et l'analyse d'échantillons prélevés au cours de huit campagnes océanographiques réalisées à différentes saisons entre 2016 et 2021 ont permis de caractériser son fonctionnement biogéochimique de l'échelle saisonnière à pluriséculaire. Les résultats montrent qu'en zone proximale (i.e., < 42.5 m), l'important hydrodynamisme entraine une instabilité sédimentaire avec des dépôts superficiels sablo-vaseux transitoires (< 10 cm) recouvrant des vases reliques. Cela induit un régime diagénétique en deux couches, une moderne et une relique, présentant des fonctionnements biogéochimiques différents.

Dans les sédiments modernes superficiels, la matière organique est reminéralisée par respiration aérobie et par des processus de dégradation suboxiques. Au contraire, la réduction des sulfates est le processus de reminéralisation dominant dans les vases reliques. De plus, des mesures de plusieurs phases dissoutes et particulaires ont mis en évidence un fonctionnement différent des cycles biogéochimiques du fer et du soufre entre les vases reliques et les sédiments du reste de la VOG. Dans la zone distale, où la sédimentation est plus continue, la séquence diagénétique se dilate progressivement vers le large, probablement en relation avec la diminution de la labilité de la matière organique et l'augmentation de la bioturbation. Les mesures saisonnières ont notamment mis en évidence une variation de l'intensité de la respiration aérobie en réponse à des évènements saisonniers tels que l’efflorescence printanière et les désoxygénations de l'eau de fond. A l'échelle pluri-décennale, plus de la moitié du carbone organique déposé dans la zone distale est séquestré dans les sédiments avec un taux d'enfouissement maximum de 45 gC m^-2 an^-1. Les charges en carbone organique du sédiment montrent, qu'à l'échelle pluriséculaire, ce stockage est moins efficace et principalement lié à la taille des particules déposées. A cette échelle de temps, la reminéralisation de la matière organique est limitée par sa labilité et sa biodisponibilité. Les résultats ont également mis en évidence que la VOG est un puits via la précipitation de minéraux authigènes (P, S, Fe, Si) et l'adsorption sur les particules sédimentaires (C, Fe, Mn).

Ce travail a finalement montré qu'en raison de sa nature non-deltaïque la VOG présente un fonctionnement biogéochimique différent de celui des RiOMars de haute énergie déjà étudiés, ce qui suggère qu'elle pourrait correspondre à un nouveau modèle de RiOMars.

Direction de thèse :

• Sabine Schmidt
• Bruno Deflandre
   

Membres du jury

• M. GRENZ Christian, Directeur de recherche, CNRS, Rapporteur
• M. RADAKOVITCH Olivier, Chercheur, IRSN, Rapporteur
• M. ANSCHUTZ Pierre, Professeur, Université de Bordeaux, Examinateur
• Mme MOURET Aurélia, Maîtresse de conférences, Université d'Angers, Examinatrice
• Mme SCHMIDT Sabine, Directrice de recherche, CNRS, Directrice de thèse
• M. DEFLANDRE Bruno, Maître de conférences, Université de Bordeaux, Invité - co-encadrant

• Fontanier C., Deflandre B., Rigaud S., Mamo B., Dubosq N., Lamarque B., Langlet D., Schmidt S., Lebleu P., Poirier D., Cordier M.A., Gremare A. (2022) Live (stained) benthic foraminifera from the West-Gironde Mud Patch (Bay of Biscay, NE Atlantic): Assessing the reliability of bio-indicators in a complex shelf sedimentary unit, Continental Shelf Research, 232, doi: 10.1016/j.csr.2021.104616.

• Dubosq N., Schmidt S., Walsh J.P., Gremare A., Gillet H., Lebleu P., Poirier D., Perello M.C., Lamarque B., Deflandre B. (2021) A first assessment of organic carbon burial in the West Gironde Mud Patch (Bay of Biscay), Continental Shelf Research, 221, doi: 10.1016/j.csr.2021.104419.

• Lamarque B., Deflandre B., Dalto A.G., Schmidt S., Romero-Ramirez A., Garabetian F., Dubosq N., Diaz M., Grasso F., Sottolichio A., Bernard G., Gillet H., Cordier M.A., Poirier D., Lebleu P., Derriennic H., Danilo M., Tenorio M.M.B., Gremare A. (2021) Spatial distributions of surface sedimentary organics and sediment profile image characteristics in a high-energy temperate marine riomar: The west gironde mud patch, Journal of Marine Science and Engineering, 9(3), 1-32., doi: 10.3390/jmse9030242.