Effects of atmospheric CO<sub>2</sub> variability of the past 800 kyr on the biomes of southeast Africa
Very little is known about the impact of atmospheric carbon dioxide pressure (pCO 2) on the shaping of biomes. The development of pCO 2 throughout the Brun-hes Chron may be considered a natural experiment to elucidate relationships between vegetation and pCO 2. While the glacial periods show low to very low values (∼ 220 to ∼ 190 ppmv, respectively), the pCO 2 levels of the interglacial periods vary from intermediate to relatively high (∼ 250 to more than 270 ppmv, respectively). To study the influence of pCO 2 on the Pleistocene development of SE African vegetation , we used the pollen record of a marine core (MD96-2048) retrieved from Delagoa Bight south of the Limpopo River mouth in combination with stable isotopes and geo-chemical proxies. Applying endmember analysis, four pollen assemblages could be distinguished representing different biomes: heathland, mountain forest, shrubland and woodland. We find that the vegetation of the Limpopo River catchment and the coastal region of southern Mozambique is influenced not only by hydroclimate but also by temperature and atmospheric pCO 2. Our results suggest that the extension of mountain forest occurred during those parts of the glacials when pCO 2 and temperatures were moderate and that only during the colder periods when atmospheric pCO 2 was low (less than 220 ppmv) open ericaceous vegetation including C 4 sedges extended. The main development of woodlands in the area took place after the Mid-Brunhes Event (∼ 430 ka) when interglacial pCO 2 levels regularly rose over 270 ppmv.
(Climate of the Past. vol. 15, n° 1814-9324, pp. 1083-1097, 24/04/2026)
MARUM, EPOC, EPHE, PSL, UB, INSU - CNRS, CNRS, UMass Amherst, UMASS
Bacterial 3-Hydroxy fatty acids : applicability as temperature and pH proxies in soils from the french Alps
(24/04/2026)
EPOC, EPHE, PSL, UB, INSU - CNRS, CNRS, EDYTEM, USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry], CNRS, Fédération OSUG
The Ogooue Fan (offshore Gabon): a modern example of deep-sea fan on a complex slope profile
The effects of changes in slope gradient on deposition processes and architecture have been investigated in different deep-sea systems both in modern and ancient environments. However, the impact of subtle gradient changes (< 0.3∘) on sedimentary processes along deep-sea fans still needs to be clarified. The Ogooue Fan, located in the northeastern part of the Gulf of Guinea, extends over more than 550 km westwards of the Gabonese shelf and passes through the Cameroon volcanic line. Here, we present the first study of acoustic data (multibeam echosounder and 3.5 kHz, very high-resolution seismic data) and piston cores covering the deep-sea part of this West African system. This study documents the architecture and sedimentary facies distribution along the fan. Detailed mapping of near-seafloor seismic-reflection data reveals the influence of subtle slope gradient changes (< 0.2∘) along the fan morphology. The overall system corresponds to a well-developed deep-sea fan, fed by the Ogooue River sedimentary load, with tributary canyons, distributary channel-levee complexes and lobe elements. However, variations in the slope gradient due to inherited salt-related structures and the presence of several seamounts, including volcanic islands, result in a topographically complex slope profile including several ramps and steps. In particular, turbidity currents derived from the Gabonese shelf deposit cross several interconnected intra-slope basins located on the low gradient segments of the margin (< 0.3∘). On a higher gradient segment of the slope (0.6∘), a large mid-system valley developed connecting an intermediate sedimentary basin to the more distal lobe area. Distribution and thickness of turbidite sands is highly variable along the system. However, turbidite sands are preferentially deposited on the floor of the channel and the most proximal depositional areas. Core description indicates that the upper parts of the turbidity flows, mainly composed of fine-grained sediments, are found in the most distal depocenters.
(Solid Earth. vol. 10, pp. 851-869, 24/04/2026)
EPOC, EPHE, PSL, UB, INSU - CNRS, CNRS, SHOM
Low-Cost UAV for High-Resolution and Large-Scale Coastal Dune Change Monitoring Using Photogrammetry
In this paper, coastal dune data are collected at Truc Vert, SW France, using photogrammetry via Unmanned Aerial Vehicles (UAVs). A low-cost GoPro-equipped DJI Phantom 2 quadcopter and a 20 MPix camera-equipped DJI Phantom 4 Pro quadcopter UAVs were used to remotely sense the coastal dune morphology over large spatial scales (4 km alongshore, i.e., approximately 1 km 2 of beach-dune system), within a short time (less than 2 h of flight). The primary objective of this paper is to propose a low-cost and replicable approach which, combined with simple and efficient permanent Ground Control Point (GCP) setup , can be applied to routinely survey upper beach and coastal dune morphological changes at high frequency (after each storm) and high resolution (0.1 m). Results show that a high-resolution and accurate Digital Surface Model (DSM) can be inferred with both UAVs if enough permanent GCPs are implemented. The more recent DJI Phantom 4 gives substantially more accurate DSM with a root-mean-square vertical error and bias of 0.05 m and −0.03 m, respectively, while the DSM inferred from the DJI Phantom 2 still largely meets the standard for coastal monitoring. The automatic flight plan procedure allows replicable surveys to address large-scale morphological evolution at high temporal resolution (e.g., weeks, months), providing unprecedented insight into the coastal dune evolution driven by marine and aeolian processes. The detailed morphological evolution of a 4-km section of beach-dune system is analyzed over a 6-month winter period, showing highly alongshore variable beach and incipient foredune wave-driven erosion, together with wind-driven inland migration of the established foredune by a few meters, and alongshore-variable sand deposition on the grey dune. In a context of widespread erosion, this photogrammetry approach via low-cost flexible and lightweight UAVs is well adapted for coastal research groups and coastal dune management stakeholders, including in developing countries where data are lacking.
(J. Mar. Sci. Eng. vol. 7, 24/04/2026)
EPOC, EPHE, PSL, UB, INSU - CNRS, CNRS, ONF
La Jument Lighthouse: a real scale laboratory for the study of giant waves and their loading on marine structures
This paper presents results from an experiment designed to improve the understanding of the relation between extreme breaking waves and their mechanical loading on heritage offshore lighthouses. The experiment, conducted at La Jument, an iconic French offshore lighthouse, featured several records of wave, current and structure accelerations acquired during severe storm conditions, with individual waves as high as 24 m. Data analysis focuses on a storm event marked by a strong peak in the horizontal accelerations measured inside La Jument. Thanks to stereo-video wave measurements synchronized to the acceleration record we were able to identify and describe the breaking wave responsible for this intense loading. Our observations suggest that this giant wave (19 m high) had a crest elevation high enough to directly hit the lighthouse tower, above the substructure. This paper reveals the potential for conducting ambitious field experiments from offshore lighthouses in order to collect valuable storm waves and wave loading observations. This offers a possible second service life for these heritage structures as in situ laboratories dedicated to the study of the coastal hydrodynamics and its interaction with marine structures.
(Philosophical Transactions of the Royal Society A: Physical and Engineering Sciences (1990–1995). vol. 377, n° 0962-8428, pp. 20190008, 24/04/2026)
LGO, UBS, IFREMER, UBO EPE, CNRS, FEM, EPOC, EPHE, PSL, UB, INSU - CNRS, CNRS, UT2J, Comue de Toulouse, UT2J, Comue de Toulouse, CEA-LETI, DRT (CEA), CEA, LHEEA, ECN, CNRS, LPO, IRD, IFREMER, UBO EPE, CNRS, UHM, SIAME, UPPA, Cerema
Modélisation biodynamique de l'accumulation de substances persistantes par des invertébrés benthiques d'eau douce
L'utilisation de modèles toxicocinétiques (parfois désignés comme biodynamiques) dans l'étude de la bioaccumulation des contaminants présente de nombreux avantages, et ouvre la perspective d'utilisations prédictives. Toutefois, l'implémentation de ces modèles pour les contaminants organiques imposait de lever des verrous, comme la prise en compte de la biotransformation et des métabolites résultants, et d'estimer correctement l'incertitude sur les valeurs des paramètres toxicocinétiques. Cette étude a permis de développer un cadre de modélisation générique pour décrire et prédire la bioaccumulation de composés persistants (hexachlorobiphényl, pentachlorobenzène, hexabromocyclododécane - HBCDD, pentabromodiphényl-éther) par différentes espèces d'invertébrés benthiques (insecte Chironomus riparius, crustacé amphipode Gammarus fossarum, mollusque gastéropode Radix auricularia). La démarche suivie pour cette étude est passée par la mise en oeuvre d'essais d'accumulation au laboratoire, qui ont fourni ensuite les données expérimentales permettant de développer le cadre de modélisation et de tester différentes hypothèses sur les voies d'exposition des organismes. L'estimation des paramètres toxicocinétiques est réalisée par inférence bayésienne à l'aide du logiciel JAGS et du package « rjags » du logiciel R ; l'échantillonnage aléatoire pour les distributions de probabilité des paramètres est effectué par l'algorithme « Markov Chain Monte Carlo ». Les différentes hypothèses testées à partir des données expérimentales correspondent à autant de modèles, dont on peut comparer les performances. Dans l'ensemble, ces modèles ont bien reproduit les données expérimentales, sauf dans le cas de l'HBCDD, pour lequel les données expérimentales obtenues n'ont pas apporté suffisamment d'information pour estimer correctement les paramètres toxicocinétiques. Une fonction de biotransformation a également été implémentée avec succès sur la base de données issues de la littérature (aldicarbe, carbaryl, carbofuran, chlorométhyl-1 nitro-4 benzène, pyrène) ; l'inférence bayésienne a permis d'obtenir une incertitude réduite par rapport à celle des modèles originaux reposant sur une inférence classique. Enfin, à titre de preuve de concept, le cadre de modélisation a été adapté à une estimation de la concentration dans le sédiment équivalente à la norme de qualité environnementale pour le biote du benzo(a)pyrène. Ce modèle générique, développé dans un cadre bayésien et pouvant s'adapter à chaque couple espèce-contaminant (ou mélanges) que l'on souhaite étudier se révèle être un outil performant dans la description des toxicocinétiques de contaminants ainsi que dans l'évaluation de l'incertitude sur les paramètres et les prédictions.
(pp. 70, 24/04/2026)
IRSTEA, LBBE, UCBL, VAS, CNRS, EPOC, EPHE, PSL, UB, INSU - CNRS, CNRS
Climate‐driven changes in macrobenthic communities in the Mediterranean Sea: A 10‐year study in the Bay of Banyuls‐sur‐Mer
Marine ecosystems worldwide are affected by both natural variation and human activities; to disentangle and understand their individual role in influencing the macrobenthic community composition is challenging. The relationship between in-terannual variability in atmospheric circulation, dictated by the climatic oscillation indices, and the benthic macrofauna composition was assessed at four sampling sites located in the Bay of Banyuls-sur-Mer (NW Mediterranean Sea). Between 2004 and 2013, these sites were sampled annually during autumn/winter and analyzed for sediment grain-size and benthic macrofauna composition (species richness, abundance, and biomass). Temporal changes in these descriptors were correlated with two climatic indices (NAO and WeMO indices) and a set of environmental parameters integrated over three different time periods (i.e., whole year, springtime, and wintertime). Our results confirm the occurrence of major temporal changes in the composition of macrobenthic communities within the Gulf of Lions. More specifically, the results indicate that (a) the WeMO appears to be more closely related to benthic macrofauna composition in the Bay of Banyuls-sur-Mer than the NAO, (b) winter is a better integration period than spring or the whole year as a proxy for community composition changes, and (c) Rhône River water flow is likely involved in the control of benthic macrofauna composition in the whole Gulf of Lions. The present study highlights the importance of WeMO as a regional proxy, which can be used to evaluate changes in benthic macrofauna linked to climatic variability.
(Ecology and Evolution. vol. 9, pp. 10483-10498, 24/04/2026)
EPOC, EPHE, PSL, UB, INSU - CNRS, CNRS, LECOB, SU, CNRS, OOB, SU, CNRS
Caractérisation et modélisation numérique des transferts gravitaires de la plate-forme au bassin en contexte carbonate
Cette thèse étudie les contrôles des processus gravitaires transférant la production carbonatée des plateformes vers les bassins. Ces travaux consistent en 1) une synthèse géologique de la sédimentation gravitaire dans les systèmes carbonatés et une typologie des configurations favorables pour le transfert distal de la production grossière 2) une méthodologie de modélisation numérique innovante combinant la modélisation stratigraphique forward et le calcul de la stratigraphie mécanique. Elle évalue les mécanismes d’instabilités au cours de l’évolution d’un système. Ces travaux s’appuient sur deux cas d’analogues Plio-Quaternaire: La pente occidentale sous-le-vent du Great Bahama Bank (GBB) et le système d’Exuma Sound/San Salvador, qui constitue une voie exceptionnelle de transport distal de sables carbonatés vers la plaine abyssale. Une caractérisation commune des processus de transferts gravitaires a été établie pour ces deux zones. Des essais œdométriques et de cisaillement triaxial ont été conduits pour obtenir les paramètres géomécaniques des sédiments. La méthodologie de modélisation numérique a été appliquée à un transect 2D de la pente occidentale du GBB sur l’intervalle 1,7-0 Ma. Elle précise le mécanisme de progradation de la marge sous-le-vent, liée au développement de prismes marginaux cimentés de bas-niveaux. La modélisation de la stratigraphie mécanique souligne le contrôle des instabilités gravitaires par la géométrie des dépôts et les surpressions de fluides. Celles-ci se développent sous l’effet des charges piézométriques transitoires dans la plate-forme émergée, favorisant la déstabilisation de la marge de la plate-forme.
(17/12/2018)
EPOC, EPHE, PSL, UB, INSU - CNRS, CNRS
Monitoring of PAHs and PCBs in soil and sediments in Lebanon. Implantation of an optimized and validated method for extraction and analysis
Currently, the public and especially in industrialized countries is increasingly aware that environmental degradation can outweigh the benefits of rapid progress in the industrial and technological fields and that serious and irreversible damage can be imposed on the future generations. The occurrence of POPs in the environment, which results mainly from anthropogenic activities, is one of the permanent concerns of scientists. These compounds have been found in all environmental matrices such as air, soil, water and sediments and because of their lipophilic properties, they are likely to rebound in the human food chain. During the past decade, Lebanon has experienced a large population explosion that has been accompanied by various anthropogenic activities. The degradation of the quality of the environment is felt by the local population and the consequences for human health are heavy and horrendous. The work of this thesis allowed to evaluate concretely the effect of POPs on the quality of the environment in Lebanon, this work led to the determination of the levels of some POPs most widely studied such as PAHs, PCBs and OCPs in the different environmental compartments in Lebanon. To this end, analytical protocols including a GC/MS method for the separation and detection of PAHs, a UAE method for the extraction of PAHs from soil and sediments and an SPE method for the extraction of PAHs from water were developed. These methods were then applied to evaluate the levels of 17 PAHs in soils of different uses and study the distribution of PAHs in the aqueous phase and sediments on the Lebanese coasts and in coastal and inner rivers. The main results showed that soil contamination levels by PAHs decreased in the following order: industrial, urban, transport and agricultural and that industrial and urban soils were 777 and 256 times more toxic than rural reference soils according to the TEF approach. In addition, water and sediments from coastal sites affected by industry and shipping have shown higher contamination by PAHs. Some sediment samples showed concentrations of a few individual PAHs greater than the ERL, which could occasionally cause negative ecological effects. The work of this thesis also includes the determination of levels of PCBs and OCPs in the sediments of the Litani River which is a source of great environmental concern currently in Lebanon.
(11/12/2018)
EPOC, EPHE, PSL, UB, INSU - CNRS, CNRS
Sensibilité de l’espèce bioturbatrice Upogebia cf. pusilla dans un environnement littoral soumis à différents stress : infestations parasitaires et contamination métallique
Les processus de bioturbation constituent un exemple classique d’ingénierie de l’écosystème. Ils sont le fait d’espèces bioturbatrices qui contribuent à la structuration physique et biogéochimique des environnements sédimentaires. Dans les environnements marins meubles, les thalassinidés comptent parmi les bioturbateurs les plus influents. Ainsi, la crevette de vase Upogebia cf. pusilla est à l’origine d’un important remaniement sédimentaire et d’une large bioirrigation des sédiments dans le bassin d’Arcachon. Ces activités de bioturbation modulent les processus de minéralisation de la matière organique et les flux biogéochimiques à l’interface eau-sédiment. L’intensité de la bioturbation de U. cf. pusilla dépend de son état physiologique, celui-ci pouvant être altéré par divers facteurs de stress. Une approche couplant études de terrain et expérimentations en laboratoire a permis d’évaluer l’influence du parasitisme et de la contamination métallique sur les activités de U. cf. pusilla. Ce travail avait pour objectifs de (1) caractériser la pression parasitaire chez U. cf. pusilla à l’échelle locale, (2) déterminer les niveaux de base des éléments métalliques chez cet organisme dans le bassin d’Arcachon et d’évaluer le potentiel rôle des parasites dans les processus d’accumulation des métaux et (3) estimer l’impact du parasitisme et de la contamination métallique, seuls et en interaction, sur U. cf. pusilla et ce à deux échelles d’organisation, moléculaire et comportementale. In situ, un suivi spatial et un suivi temporel ont permis de caractériser la dynamique spatio-temporelle de deux parasites chez U. cf. pusilla¸ un bopyre infestant la cavité branchiale (Gyge branchialis), et un trématode (Maritrema sp.), infectant l’ensemble des organes de l’animal. Au sein de leur hôte, ces deux parasites sont négativement associés, le bopyre limitant probablement les processus d’infection par le trématode. Par ailleurs, un suivi saisonnier d’un an a permis de noter de faibles concentrations en métaux chez U. cf. pusilla, dans le bassin d’Arcachon. Ces concentrations ont été mises en parallèle avec le statut parasitaire des spécimens échantillonnés. Aucune corrélation n’a été notée entre la présence des trématodes et les quantités de métaux accumulées. A l’inverse, les observations de terrain ont permis d’envisager que le parasite bopyre puisse interférer avec les processus d’accumulation des métaux chez cet organisme. Cette dernière hypothèse a été testée en laboratoire au cours d’expérimentations visant à évaluer l’influence d’une contamination métallique (en utilisant le cadmium comme contaminant modèle) et du parasite bopyre, seuls et en interaction, sur U. cf. pusilla. A l’échelle moléculaire, le bopyre n’a été associé à aucune modification de l’expression d’une dizaine de gènes cibles. Par ailleurs, à l’échelle comportementale, ce parasite réduit peu le remaniement sédimentaire de son hôte, à l’inverse de ce qui avait été montré au cours d’une étude antérieure. En ce qui concerne l’influence du cadmium, ce métal module amplement l’expression de gènes codant notamment des protéines impliquées dans la réponse au stress oxydant et dans les mécanismes de détoxication. Ces observations suggèrent que U. cf. pusilla est capable de mettre en place des mécanismes de lutte contre le stress métallique. Au niveau comportemental, le cadmium semble stimuler le remaniement sédimentaire des organismes. Finalement, les expériences « doubles stress » ont montré un effet antagoniste du bopyre et du cadmium à la fois à l’échelle génique et à l’échelle comportementale. Ainsi, cette étude souligne la complexité des interactions entre facteurs de stress multiples et la nécessité d’effectuer de telles expérimentations. [...]
(10/12/2018)
EPOC, EPHE, PSL, UB, INSU - CNRS, CNRS