Mise au point d'un indice diatomique pour les cours d'eau de la Réunion : présentation de la démarche biomathématique d'élaboration de l'indice
La mise en application de la DCE dans les Départements d'Outre-mer rencontre quelques difficultés spécifiques. Si des réseaux de surveillance y ont progressivement été mis en place pour le suivi de la physico-chimie et la chimie des milieux aquatiques, l'évaluation de leur qualité biologique nécessite un effort particulier en termes de connaissance et d'outils de bio-indication. En effet, les indices biologiques mis en place en métropole ne sont pas utilisables dans les DOM-COM du fait de spécificités biogéographiques et climatiques conduisant à des cortèges d'espèces très sensiblement différents et souvent méconnus, faute de laboratoires scientifiques implantés sur place et spécialisés dans les milieux aquatiques. Dans ce contexte, Asconit Consultants et le Cemagref ont été sollicités par l'Office de l'Eau de la Réunion pour une étude de 3 ans visant à caractériser les cortèges diatomiques des cours d'eau sur le plan floristique et à étudier les préférences hydroécologiques et la sensibilité-tolérance des espèces aux principales altérations anthropiques. La finalité opérationnelle de l'étude est la mise au point d'un indice diatomique spécifiquement adapté à ce contexte insulaire, ainsi que d'un atlas taxonomique utile à sa mise en application par de futurs opérateurs de routine. 5 campagnes saisonnières de terrain, conduites entre l'automne 2008 et la fin 2010 sur 55 stations régulières et quelques sites particuliers additionnels, ont permis la réalisation couplée de mesures et échantillonnages physico-chimiques, ainsi que de plus de 270 échantillonnages diatomiques couvrant les différents contextes naturels (sites de référence) et d'altération anthropique qu'il est possible de rencontrer à la Réunion. La démarche faisant l'objet de cette présentation a suivi le cheminement suivant : tout d'abord, une biotypologie établie grâce à un réseau neuronal non supervisé (SOM) a permis de repérer les principaux assemblages de diatomées sous influence de facteurs de forçage naturels (identification de plusieurs cortèges de référence), ainsi que des assemblages inféodés à différents types et intensités d'altérations anthropiques. Une étude d'inertie et d'auto-corrélation entre les différents descripteurs d'altération anthropique (DBO5, PO4, NH4, NO3 etc ) a ensuite été réalisée à l'aide d'analyses multivariées. Puis les profils de qualité des espèces suffisamment rencontrées et suffisamment structurantes pour entrer dans la composition du nouvel indice ont été élaborés en tirant parti de toute l'information disponible, encore limitée vis-à-vis de l'objectif (notamment sur le plan de l'amplitude des gradients anthropiques pris en compte). Enfin, suite à plusieurs essais, une formule de calcul du nouvel indice a été proposée. Sa robustesse, ainsi que la stabilité de ses résultats, seront à vérifier avec un jeu de données de validation indépendant (données ultérieures issues des futures campagnes de surveillance).
(pp. 2, 25/02/2026)
UR REBX, CEMAGREF, EPOC, EPHE, PSL, UB, INSU - CNRS, CNRS
Décontamination métallique et capacités de récupération de deux composantes biologiques d'un hydrosystème natural - biofilms diatomiques et bivalves filtreurs - après remédiation d'un site industriel
Situé en France dans l’Aveyron, le bassin minier de Viviez a été soumis pendant plus d’un siècle à des rejets métalliques (principalement Cd et Zn) et est à l’origine de la contamination de l’estuaire de la Gironde, mise en évidence dans les années 1970. C’est dans ce contexte de pollution avérée que d’importants travaux de remédiation des sols ont été entrepris dès 2007. Les principaux objectifs de cette thèse résidaient en la caractérisation des premiers impacts de la remédiation sur l’amélioration de l’état chimique et écologique de l’hydrosystème via l’étude des biofilms périphytiques et des bivalves filtreurs Corbicula fluminea. En prévision des effets à plus long terme de la remédiation, il s’agissait en second lieu d’évaluer les capacités de décontamination des deux modèles biologiques et de s’intéresser à la restructuration des communautés diatomiques en réponse à une levée du stress métallique par transplantations in situ ou en laboratoire. Le suivi des bioaccumulations métalliques in situ réalisé entre 2008 et 2010 a révélé la rémanence d’un très fort gradient de contamination, à l’origine d’importants clivages communautaires dans les biofilms diatomiques. De plus, une augmentation de la pression métallique a été mesurée in situ en aval du site industriel en 2010 certainement en relation avec les travaux d’excavation. Des études de décontamination ont été menées en laboratoire après l’exposition des organismes in situ au cours de deux saisons. Chez Corbicula fluminea le Zn a été très rapidement dépuré, tandis que 15 mois n’ont pas suffi à obtenir la décontamination totale du Cd, estimée complète par modélisation après 740 à 1360 jours en fonction des saisons d’exposition. Bien que le potentiel de récupération des biofilms soit apparu rapidement en conditions naturelles après transplantation, les études de laboratoire menées sur plusieurs semaines en canaux n’ont pas abouti à une décontamination complète du Cd après 100 jours, qui a été estimée totale après 150 à 450 jours en fonction des saisons d’exposition. Malgré des prémices de restructuration, aucun retour vers des communautés de type témoin n’a pu être mis en évidence. Ces études ont souligné l’importance des phénomènes de migration d’espèces dans le potentiel de récupération des biofilms. Enfin, une étude portant sur les tératologies de diatomées a revélé leur maintien prolongé dans la population malgré l’arrêt de la contamination. L’ensemble de ces études a mis en évidence la complémentarité de l’utilisation des deux modèles biologiques, capables d’intégrer et de réguler différemment les contaminants, pour évaluer leur potentiel de récupération dans un contexte de gestion corrective de l’hydrosystème.
(pp. 378, 25/02/2026)
UR REBX, CEMAGREF, EPOC, EPHE, PSL, UB, INSU - CNRS, CNRS
A new 3D fully wave-current model MARS-WW3: development, validation and application to surf zone
(17/12/2010)
M2C, UNICAEN, NU, INSU - CNRS, UNIROUEN, NU, CNRS, LOS, IFREMER, DYNECO, IFREMER, EPOC, EPHE, PSL, UB, INSU - CNRS, CNRS
Evolution décennale des zones côtières
Ne couvrant que 8% de l’océan mondial mais offrant 85% des ressources marines exploitées, les systèmes côtiers sont d’importantes plaques tournantes d’échanges de matières et d’énergie, jouant un rôle capital dans les cycles biogéochimiques. De plus, ces milieux sont marqués par une forte hétérogénéité spatio-temporelle des facteurs environnementaux, contribuant ainsi à leur complexité. Au cours des dernières décennies, les changements globaux s'exerçant sur ces systèmes sont devenus si intenses, que la mise en place de réseaux d'observation à long-terme est devenue cruciale afin d'extraire les grandes tendances et de prédire les changements potentiels. La question de l'identification de la réponse spécifique de ces zones d'interfaces littorales reste cependant posée. En France, le suivi des paramètres physiques et chimiques des eaux côtières est assuré depuis 1997 par le programme SOMLIT (Service d’Observation en Milieu LIToral). L'objectif de cette thèse est donc de caractériser l'évolution physico-chimique, à l'échelle décennale, des systèmes côtiers français et d'estimer les parts respectives de la variabilité naturelle et de l'influence anthropique. Dans un premier temps, l'analyse de ces séries chronologiques montre que les systèmes côtiers français présentent une variabilité temporelle importante, liée en partie aux fluctuations hydroclimatiques à méso-échelle, mais également à des échelles plus régionales. Dans un deuxième temps, le développement d'une nouvelle procédure multivariée non paramétrique, aboutissant à la construction d'états de référence relatifs et à la détection rapide des changements, permet de quantifier le phénomène de fertilisation en nutriments. Il est montré que la fertilisation peut être fortement influencée par le forçage climatique. Dans un troisième temps, après soustraction de la part de variabilité climatique naturelle, des indicateurs de fertilisation anthropique sont proposés, permettant la quantification de l'impact des activités humaines sur les systèmes côtiers français. Ce travail propose une nouvelle approche qui permet de détecter dès que les données deviennent accessibles les perturbations potentielles dans tous types de systèmes, avec plus particulièrement pour objectif de répondre aux attentes, scientifiques et sociétales, d'une gestion adaptée des milieux côtiers.
(17/12/2010)
LOG, INSU - CNRS, ULCO, CNRS, IRD [Ile-de-France], EPOC, EPHE, PSL, UB, INSU - CNRS, CNRS
Contribution to the Holocene North Atlantic wind activity reconstruction from Lake Igaliku, South Greenland
(. vol. Vol. 1, 13/12/2010)
LCE, CNRS, UFC, UBFC, EPOC, EPHE, PSL, UB, INSU - CNRS, CNRS, ArScAn, UP1, UP8, UPN, MCC, CNRS, ACS, MCC, UB, CNRS
Sea ice and wind variability during the Holocene in East Antarctica: insight on middle–high latitude coupling
Micropaleontological and biomarker data from two high-accumulation marine sites from the Coastal and Continental Shelf Zone (CCSZ) off East Antarctica (Adélie Land at w140 E and eastern Prydz Bay at w77 E) are used to reconstruct Holocene changes in sea ice and wind stress at the basin-wide scale. These data demonstrate congruent increase in sea-ice concentration/persistence and wind stress-related sea-surface turbulence in the two regions since 7 cal ka BP, with a particularly strong signal since 4.5 e3.5 cal ka BP. Comparison of these high latitude records with sea ice and turbulence records from the southern mid-latitudes highlights distinctive climatic evolutions according to the different latitudinal bands. Sea-ice persistence and turbulence increase in East Antarctica CCSZ are opposite to sea-surface warming and sea-ice retreat recorded after 4.5e3.5 cal ka BP in the East Atlantic and Indian sector between 55 and 45 S. At the same period, paleodata suggest SST cooling in all major coastal upwelling systems of the southern hemisphere, caused by the northward transport of subpolar surface waters as a response to southern Westerlies reinforcement. We therefore propose, as suggested for the northern hemisphere, that Holocene changes in the latitudinal insolation gradient, primarily forced by obliquity and precession and amplified by sea-ice and glacial-ice expansions in the Antarctic realm, are responsible for the observed contrasted latitudinal patterns of southern latitudes.
(Quaternary Science Reviews. vol. 29, n° 0277-3791, pp. 3709-3719, 01/12/2010)
EPOC, EPHE, PSL, UB, INSU - CNRS, CNRS, LOCEAN, IPSL, ENS-PSL, PSL, UVSQ, UPMC, CEA, INSU - CNRS, X, IP Paris, CNES, CNRS, MNHN, IRD, UPMC, INSU - CNRS, CNRS, VU
La "Zone minéralisée de l'Entre-deux-Mers" : Caractérisation hydrogéologique, géochimique et isotopique - CARISMEAU 2.
Au nord du Bassin Adour-Garonne, la ressource en eau principalement exploitée pour l'alimentation en eau potable est l'aquifère Eocène (masse d'eau 5071). Le projet de recherche CARISMEAU 2, initié début 2009 s'inscrit étroitement dans le cadre de la Directive Cadre sur l'Eau. Il vise à mieux comprendre les hétérogénéités et les interconnections au sein de la masse d'eau 5071. En effet, cet aquifère présente des teneurs anomaliques en sulfates et fluor qui induisent des difficultés d'exploitation de la ressource. L'origine de ces minéralisations excessives, réparties de façon hétérogène, n'est pas encore connue. Le projet CARISMEAU 2, auquel est associée la thèse " Zone minéralisée de l'Entre-deux-Mers ", met en application une approche couplée hydrogéologique, géochimique et isotopique. Les objectifs sont de mieux connaître l'origine de la salinité et de définir les circulations de ces eaux minéralisées dans l'aquifère Eocène, lui-même compris au sein du système aquifère multicouche du Bassin aquitain. Afin de mieux caractériser cette masse d'eau, une cinquantaine de points ont été suivis fin 2009. Des méthodes de géochimie et de géochimie isotopique classiques sont utilisées, mais aussi des méthodes isotopiques innovantes et/ou expérimentales. Les premiers résultats des analyses géochimiques et multi-isotopiques sont présentés dans l'objectif de mieux comprendre l'origine de ces éléments, leur comportement et leur migration dans les aquifères.
(25/11/2010)
BRGM, EGID, EPOC, EPHE, PSL, UB, INSU - CNRS, CNRS
Génération POP – Effet d'une exposition précoce d'embryons de poissons aux polluants organiques persistants et conséquence sur la population par étude des effets sur plusieurs générations
(23/11/2010)
IFREMER, HNHP, MNHN, UPVD, CNRS, BE, IFREMER, EPM, CRELA, IFREMER, ULR, CNRS, EPOC, EPHE, PSL, UB, INSU - CNRS, CNRS, ISM, UB, INC-CNRS, CNRS
Génération POP – Effets d’une exposition précoce d’embryons de poissons aux polluants organiques persistants et conséquences sur la population
(23/11/2010)
SCRIBE, INRA, LRHBL, HMMN, IFREMER, IFREMER, BE, IFREMER, EPOC, EPHE, PSL, UB, INSU - CNRS, CNRS
Effect of near‐bed turbulence on chronic detachment of epilithic biofilm: Experimental and modeling approaches.
The biomass dynamics of epilithic biofilm, a collective term for a complex microorganism community that grows on gravel bed rivers, was investigated by coupling experimental and numerical approaches focusing on epilithic biofilm‐flow interactions. The experiment was conducted during 65 days in an artificial rough open‐channel flow, where filtered river water circulated at a constant discharge. To characterize the effect of near‐bed turbulence on the chronic detachment process in the dynamics of epilithic biofilm, local hydrodynamic conditions were measured by laser Doppler anemometry and turbulent boundary layer parameters inferred from double‐averaged quantities. Numerical simulations of the EB biomass dynamics were performed using three different models of chronic detachment based upon three different descriptors for the flow conditions: Discharge Q, friction velocity u*, and roughness Reynolds number k+. Comparisons of numerical simulation results with experimental data revealed chronic detachment to be better simulated by taking the roughness Reynolds number as the external physical variable forcing chronic detachment. Indeed, the loss of epilithic matter through the chronic detachment process is related not only to hydrodynamic conditions, but also to change in bottom roughness. This suggests that changes in the behavior and dimensions of river bed roughness must be considered when checking the dynamics of epilithic biofilm in running waters.
(Water Resources Research. vol. 46, n° 0043-1397, pp. 1-15, 20/11/2010)
LEFE, INEE-CNRS, CNRS, UT3, Comue de Toulouse, CNRS, Toulouse INP, Comue de Toulouse, IMFT, UT3, Comue de Toulouse, CNRS, Toulouse INP, Comue de Toulouse, EPOC, EPHE, PSL, UB, INSU - CNRS, CNRS