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, UMLP, 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
Interactive effects of metal contamination and pathogenic organisms on the introduced marine bivalve Ruditapes philippinarum in European populations
In natural environment, marine organisms are concomitantly exposed to pollutants and multiple disease agents resulting in detrimental interactions. The present study evaluated interactive effects of metal contamination (cadmium) and pathogenic organisms (trematode parasites Himasthla elongata and pathogenic bacteria Vibrio tapetis) singularly and in combination on the bivalve Ruditapes philippinarum, an introduced species to Europe, under laboratory controlled conditions. After 7 days, metal bioaccumulation and pathogen load were analyzed as well as metallothionein (MT) response and hemocyte concentrations and activities. Results showed that infection by opportunistic pathogens affects metal accumulation, leading to maximal Cd accumulation in co-infected clams. Among stressors only V. tapetis induced significant effects on immune parameters whereas a particular interaction "trematode-bacteria" was shown on MT responses. Despite low trematode infection in agreement with the resistant status of R. philippinarum to these macroparasites, significant interaction with bacteria and metal occurred. Such results highlight the necessity of taking pathogens into account in ecotoxicological studies.
(Environmental Pollution. vol. 158, n° 0269-7491, pp. 3401-3410, 01/11/2010)
EPOC, EPHE, PSL, UB, INSU - CNRS, CNRS
A splitting approach for the fully nonlinear and weakly dispersive Green-Naghdi model
The fully nonlinear and weakly dispersive Green-Naghdi model for shallow water waves of large amplitude is studied. The original model is first recast under a new formulation more suitable for numerical resolution. An hybrid finite volume and finite difference splitting approach is then proposed. The hyperbolic part of the equations is handled with a high-order finite volume scheme allowing for breaking waves and dry areas. The dispersive part is treated with a classical finite difference approach. Extensive numerical validations are then performed in one horizontal dimension, relying both on analytical solutions and experimental data. The results show that our approach gives a good account of all the processes of wave transformation in coastal areas: shoaling, wave breaking and run-up.
(Journal of Computational Physics. vol. 230, n° 0021-9991, pp. 1479-1498, 01/11/2010)
EPOC, EPHE, PSL, UB, INSU - CNRS, CNRS, IMT, UT Capitole, Comue de Toulouse, INSA Toulouse, INSA, Comue de Toulouse, UT2J, Comue de Toulouse, UT3, Comue de Toulouse, CNRS, DMA, ENS-PSL, PSL, CNRS, I3M, UM2, UM, CNRS
Couplage de radioisotope à courte période et d'un modèle d'érosion pour établir le budget sédimentaire du barrage de Xoldokogaina (Pyrénées Françaises)
(25/10/2010)
EPOC, EPHE, PSL, UB, INSU - CNRS, CNRS, EGID, EDYTEM, USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry], CNRS, Fédération OSUG