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Impact des hypoxies sur le devenir des polluants des sédiments des étangs de Thau, Berre et Prévost

Webconférence autour de cette thèse à l’université de Nîmes

L’équilibre des écosystèmes lagunaires méditerranéens est déréglé par les pressions anthropiques responsables d’une pollution actuelle et passée mais également par des conditions météorologiques bouleversées par le réchauffement climatique. La compréhension des enjeux et des risques liés à cette pollution aux multiples natures, passe par l’étude du rôle de l’oxygène sur la mobilité des polluants contenus dans les sédiments.

La thèse HYPOPOSLAM vise à caractériser les impacts des HYPOxies sur le devenir des POlluants des Sédiments dans les LAgunes Méditerranéennes, initié en octobre 2019 par Julie Régis, sous la direction de Sylvain Rigaud et Isabelle Técher (EA7352 CHROME- Université de Nîmes).

Une webconférence diffusée en mai 2020 présente cette thèse.

En 2020, de premières actions concrètes sont envisagées sur l’étang du Prévost et sur l’étang de Thau.

Figure 1 : Zone d’étude du projet HYPOPOSLAM (photo : Geoportail)

Les lagunes méditerranéennes sont des étendues d’eaux entre le continent et la mer qui constituent des zones aux enjeux socio-économiques et écologiques majeurs à l’échelle régionale. La forte anthropisation de leurs bassins versant génère d’important apports en polluants chimiques de nature très diverses (métaux, métalloïdes, nutriments en excès, molécules organiques, pharmaceutiques, microplastiques, …) qui vont être majoritairement stockés dans les sédiments (Qian et al. 2015). En plus de dégrader la qualité des eaux, la remobilisation de ces polluants vers la colonne d’eau engendre des risques écotoxicologiques et sanitaires via la bioaccumulation de certains polluants dans les réseaux trophiques et des espèces comestibles.

Les études menées ces dernières années ont montré que la concentration en oxygène dans la colonne d’eau constituait le principal facteur de contrôle de l’ensemble des réactions biogéochimiques dans les sédiments de surface (Middelburg et Levin 2009) et contrôlait les transferts à l’interface eau-sédiment des métaux et métalloïdes (Rigaud et al. 2013 ; Emili et al. 2016 ; Pakhomova et al. 2018). Or, ces dernières décennies, les écosystèmes aquatiques côtiers mondiaux se sont vus impactés par des phénomènes de désoxygénation dans la colonne d’eau ou crise hypoxique (ex: malaïgue) de plus en plus intenses et fréquents et dont l’une des caractéristiques est la forte dynamique temporelle (Diaz et Rosenberg 2008; Friedrich et al. 2014). La façade méditerranéenne française n’est pas épargnée avec la présence de trois lagunes (étangs de Berre, de Prévost et de Thau) recensées parmi les 479 zones côtières eutrophisées et impactées par des épisodes d’hypoxie au monde [1] et présentant une forte accumulation de contaminants dans les sédiments (Grouhel et al. 2018).

Ce projet de thèse vise à caractériser l’impact des variations temporelles des concentrations en oxygène dans la colonne d’eau sur les processus biogéochimiques des sédiments contrôlant le devenir des polluants dans les sédiments et leurs transferts à l’interface eau-sédiment pour les étangs de Thau, Berre et Prévost.

Objectif 1 : Mesurer en continu les conditions physicochimiques (O2, Température, pH, Eh, salinité, hauteur d’eau) au moyen de sondes autonomes déployées dans le bas de la colonne d’eau. Couplé avec les données météorologiques, cela permettra de mieux comprendre les facteurs contrôlant les variations des concentrations en oxygène dans la colonne d’eau sur chacun des sites.

Objectif 2 : Mesurer des profils verticaux de concentrations dissoutes et particulaires des espèces chimiques majeures et des polluants le long d’un continuum colonne d’eau-sédiment à partir de dispositifs de prélèvements adaptés aux espèces chimiques étudiées (bouteilles de prélèvement, préleveurs d’interface, carottes de sédiments) afin d’identifier la modification des principales réactions biogéochimiques dans les sédiments de surface

Figure 2 Découpe de carotte sédimentaire pour analyser les eaux porales (Photo: S. Rigaud)Figure 3 Préleveur d’interface autonome SUSANE utilisé pour échantillonner un profil sur 1m au-dessus du fond. Partenariat IFREMER (Photo: F. Zuberer)Figure 4 Profileur de microélectrodes, utilisé pour obtenir des profils de concentration d’oxygène et de sulfures à l’interface eau/sédiment. Partenariat EPOC (Photo: F. Zuberer)

Objectif 3 : Quantifier des flux de polluants à l’interface eau-sédiment au moyen d’outils novateurs de mesures des flux autonomes à haute résolution temporelle tels que des chambres benthiques autonomes (partenariat MARBEC, prototype en cours de validation), un mini profileur de microélectrodes (partenariat EPOC, Rigaud et al. 2018) et des outils basés sur le couplage gradient chimique/diffusion turbulente dans la couche benthique (partenariat CEREGE et IFREMER; Knoery et al., 2019).

Les objectifs 2 et 3 seront menés dans le cadre de campagnes de terrain multi-outils sur chaque site aux périodes où les anoxies sont les plus susceptibles de se produire. Les chroniques d’oxygène acquises en continu, permettront de connaître l’historique de la désoxygénation avant et pendant les campagnes de terrain.

De premières actions concrètes sont envisagées en 2020 sur l’étang du Prévost (projet PONUTELA, EA CHROME, OHM LitMed, S.Rigaud) et sur l’étang de Thau (projet ANOXIMO, UMR MARBEC, Ifremer, M.Richard).

L’entièreté de ce projet a été exposé plus en détail dans la webconférence en ligne tenue par Julie Régis le 19 mai 2020, organisée par l’université de Nîmes dans le cadre de CONFérence CONFinée. La vidéo de cette webconférence est disponible sur YouTube (cf. ci-dessous).

Ce projet est porté par l’université de Nîmes et la région Occitanie.

 

Julie Régis
PhD Student
Laboratoire de Géochimie Isotopique (GIS)
150 rue Georges Besse, 30035, Nîmes.
Tel : 0611899144
Email : [email protected] [2]
Website :  www.unimes.fr [3]