Academic literature on the topic 'Sédiments marins – Teneur en composés organiques'

RésuméLe dosage de l'opale biogène dans les sédiments marins peut être effectué par diffractométrie X par la mesure des surfaces des bandes de diffusion et par la mesure des surfaces des pics de cristobalite. La surface de la bande de diffusion, observée sur les diagrammes X de sédiments non chauffés, caractérise la concentration en composés amorphes (organiques et inorganiques). Elle permet de quantifier l'opale biogène de sédiments ne contenant que peu ou pas d'amorphes non biogènes. La surface du pic de cristobalite, obtenu par transformation de l'opale biogène par chauffage à 1050–1100°C pendant 12 h, permet de doser la silice biogène de divers sédiments. Ces deux approches méthodologiques ont été appliquées aux sédiments d'une carotte (MD 84–527) prélevée dans le secteur ouest-Indien de l'Océan Austral. Ce matériel, qui a enregistré la sédimentation des 40,000 dernières années, ne renferme qu'accessoirement des constituants amorphes volcaniques. Les concentrations en silice biogène sont obtenues avec une précision de ±10%. Le comptage des diatomées par observation au microscope a été également réalisé sur les mêmes sédiments. Les courbes des teneurs en opale biogène obtenues par les deux méthodes sont comparables et se corrèlent bien à l'abondance totale des diatomées.

Ce travail avait pour objectif d’évaluer l’influence des sédiments organiques sur le fonctionnement hydrodynamique du bassin de rétention-infiltration de Cheviré (44). Une 1ère démarche a consisté en une caractérisation physico-chimique des sédiments et du sol sous-jacent du bassin, ainsi que des matières organiques constitutives. Leurs influences sur les propriétés de transfert dans le sol ont ensuite été évaluées par une expérimentation à l’échelle de la colonne de sol et une simulation numérique à l’échelle de l’ouvrage. Les matières organiques du bassin de Cheviré ont une faible capacité de dégradation, d’où leurs fortes teneurs dans les sédiments. Ces fortes teneurs favorisent la capacité de rétention en eau des sédiments mais entraînent une diminution de leur capacité d’infiltration. Cette diminution est liée d’une part à un comportement fortement hydrophobe des sédiments, dont on peut attribuer l’origine aux matières organiques anthropiques, comme les hydrocarbures aromatiques polycliques, et d’autre part, à une fermeture de leur acroporosité. La microporosité des sédiments devient, elle, de plus en plus importante et favorise la rétention en eau. Les résultats des simulations montrent que les effets conjugués de (i) l’accumulation progressive de sédiments à la surface du sol du bassin, (ii) la diminution progressive de leur porosité, et (iii) l’augmentation de leur hydrophobie, expliquent la diminution de la capacité d’infiltration du bassin et l’augmentation de la fréquence des phénomènes de débordements au niveau de la surverse lors du vieillissement du bassin
This study aimed to evaluate the influence of organic sediment deposits on the hydrodynamic functioning of the Cheviré stormwater retention-infiltration basin (44). Physical and chemical characterization of the sediments, underlying soil of the basin, and sediment organic matters were undertaken. Sediments influence on the soil transfer properties were then evaluated by an experiment at the soil column scale and by a numerical simulation at the basin scale. Organic matters of the Cheviré basin had a small degradation capacity, which explained their large concentrations in sediments. These large levels of organic matters favored a large water retention capacity of sediments but led to a decrease of their infiltration capacity. This decrease may be induced on the one hand by a highly hydrophobic behavior of sediments, especially to anthropogenic organic matters such as polycyclic aromatic hydrocarbons, and on the other hand, by a closure of sediment macroporosity. Conversely, sediment microporosity became increasingly important and favored water retention. Simulations showed that combined effects of (i) the sediments accumulation at the basin soil surface, (ii) the gradual decrease of sediment porosity, and (iii) the increase of sediment hydrophobicity, explained the decrease of the basin infiltration capacity and the increase of the frequency of overflows in the basin during aging

Afin de développer une modélisation stratigraphique de la distribution et de la préservation de la matière organique en milieu marin, trois modèles ont été utilisés et adaptés : DIONISOS, modèle stratigraphique, ROMS, modèle physique et NPZD, modèle biogéochimique. L'intérêt de la méthodologie est de prendre en compte l'ensemble des processus contrôlant le cycle de la matière organique depuis sa production à la surface de l'océan jusqu'à son enfouissement dans les sédiments. Après avoir calibré et testé la sensibilité des 3 modèles, des simulations ont été réalisées afin de reproduire la sédimentation biogénique sur la marge Namibienne (Afrique du Sud Ouest). Grâce à la base de données disponible sur ce système d'upwelling, les paramètres ont été déterminés et ont permisd'exprimer les principaux facteurs de contrôle tels que l'intensité de l'upwelling, les conditions trophiques du milieu, la morphologie de la marge, l'eustatisme, etc. De plus, les résultats comparés aux données réelles ont montré que la modélisation reproduisait correctement l'influence de la variabilité climatique de ces facteurs sur l'accumulation de matière organique dans les sédiments d'une marge continentale passive.

Ce travail porte sur l’étude de l’hétérogénéité (variabilité spatiale et temporelle) de l’oxygène dans les sédiments marins, générée par l’activité de bioturbation de la macrofaune benthique. Pour ce faire, des optodes planaires permettant de cartographier en 2 dimensions (2D) et à haute résolution la distribution et la dynamique de l’oxygène ont été utilisées. Dans un premier temps, un indice d’hétérogénéité permettant de quantifier la variabilité spatiale à partir d'images 2D de la distribution de l’oxygène a été mis au point et testé avec succès sur des organismes présentant des modes de remaniement sédimentaire différents. Ayant constaté que les organismes construisant des terriers (diffuseurs à galeries) induisent une forte hétérogénéité de l’oxygène dans les sédiments, nous avons voulu l’explorer plus en détail en réalisant un suivi de la distribution et de la dynamique de l’oxygène au niveau du terrier du polychète Nereis diversicolor. Cette étude met en évidence d’importantes variations de concentration à l’échelle de la minute au sein du terrier ainsi qu’une forte variabilité spatiale multiéchelle (cm, mm). Une troisième étude nous indique que la communauté bactérienne du terrier de N. Diversicolor présente une forte biodiversité par rapport aux sédiments avoisinants. Cette communauté est de plus spécifique de cet environnement qui, de part ses caractéristiques biogéochimiques (e. G. Oscillations redox), est unique. Enfin, lors d’une dernière étude, nous avons cherché à comprendre l’interaction potentielle d’un contaminant inorganique avec l’activité de bioturbation et son incidence sur les flux d’oxygène. Pour cela nous avons testé l’impact d’un métal lourd radioactif, l’uranium (238U), en milieu bioperturbé. En dépit d’une activité de remaniement réduite, les flux diffusifs d’oxygène des sédiments contaminés sont plus élevés (24%) par rapport aux sédiments non contaminés. Cette étude souligne par ailleurs, le degré de complexité engendré par les interactions entre la macrofaune, la microfaune et ce type de contaminants. L’ensemble de ces travaux confirme que l’hétérogénéité de la distribution de l’oxygène dans les sédiments est intimement liée à la bioturbation qui, en agissant sur la structure et l’activité des communautés microbiennes, influence de manière indirecte les processus d’oxydation de la matière organique
This work concerns the study of oxygen heterogeneity (spatial and temporal variability) in marine sediments induced by benthic macrofaunal bioturbation activity. For that, planar optodes that enable the mapping of two-dimensional (2D) oxygen distribution and dynamics at high resolution were used. First, a heterogeneity index that allows quantifying the spatial variability from 2D oxygen distribution images was developed and successfully tested with organisms presenting different reworking modes. Since we noticed that burrow builder organisms (i. E. Gallery-diffusors) induced higher sediment oxygen heterogeneity, we thus explored it in detail by recording oxygen distribution and dynamics within a burrow structure of the polychaete Nereis diversicolor. This study underlined strong variations in oxygen concentration on a short temporal scale (min) within the burrow structure and a strong multiscale spatial variability (cm, mm). A third study showed that the bacterial community of the N. Diversicolor burrow structure exhibited higher biodiversity compared with surrounding sediments. This community was also specific of that environment which is unique, notably in terms of biogeochemical characteristics (e. G. Redox oscillations). Finally, in a last work, we wanted to understand the potential interaction of an inorganic contaminant with bioturbation activity and its influence on oxygen fluxes. For that, we tested the impact of a radioactive heavy metal, the uranium (238U), in a bioturbated environment. Despite reworking activities were reduced, the oxygen diffusive fluxes in contaminated sediments were higher (24%) compared with the non contaminated sediments. This study also reflected the degree of complexity generated by interactions between macrofauna, microfauna and that kind of contaminant. These works corroborated the idea that oxygen distribution heterogeneity is intimately linked to bioturbation which, by acting on the bacterial community structure and activity, indirectly influences organic matter oxidation processes

L'objectif de cette étude multimarqueurs est de fournir une meilleure compréhension du rôle joué par le système d'upwellings du Benguela vis à vis de la séquestration du carbone au cours des deux derniers cycles climatiques. Les sédiments de la pente continentale namibienne sont riches en matière organique (MO) bien que les processus sédimentaires soient exclusivement hémipélagiques. La première partie de ce travail consiste en la détermination des mécanismes de préservation qui ont participé à la fossilisation de la MO dans la colonne d'eau et le sédiment et leur distribution du haut en bas de pente, au large de Lüderitz (25ʿ6S). Les analyses moléculaires, spectroscopiques, pétrographiques et les pyrolyses révèlent que l'enfouissement de carbone organique était plus efficace pendant les périodes glaciaires du fait de flux de MO accrus vers le sédiment. Ces flux agissent positivement sur l'initiation de mécanismes de fossilisation tels que la sulfuration naturelle. Par ailleurs, des associations organo-minérales dans la colonne d'eau ont probablement été responsables de la protection pendant le transport d'une quantité non négligeable de MO, et assuré son accumulation sur la pente inférieure. Les teneurs en carbone organique varient au rythme des cycles glaciaires-interglaciaires. La deuxième étape de l'étude est donc consacrée à l'estimation des effets des variations climatiques sur la paléoproductivité et les flux exportés. L'étude des signaux d15N, de la taille des particules lithogéniques et des contenus terrigènes et biogènes des sédiments montre que la productivité, soutenue par l'apport de nitrate en surface, n'est que partiellement contrôlée par la force des alizés. Les advections de masses d'eaux Angolaises, Indiennes et l'utilisation des nutriments en Antarctique conditionnent l'alimentation en nitrate et silicium, le rendement et la nature de la production primaire de l'upwelling à l'échelle des cycles climatiques.

La distribution des hydrocarbures et des acides gras de l'eau de mer, du sediment et des organismes (posidonies, algues, moules, oursins) a ete etudiee dans deux sites: l'ile de port-cros (mediterranee), les iles saint-paul et amsterdam (subantarctique). Les resultats ont permis: a) d'etablir un bilan de la contamination petroliere, b) de connaitre les relations entre les concentrations en hydrocoarbures et en acides gras de l'eau de mer (sus-jacente aux sediments) et des sediments, c) de suivre l'evolution des hydrocarbures et des acides gras en fonction des variations saisonnieres. La pluralite des sources d'hydrocarbures et des acides gras dans l'environnement aquatique a ete mise en evidence par l'utilisation de biomakers

Ce travail montre le developemment d'une méthodologie analytique basée sur la microextraction en phase solide en mode "espace de tête" (HS-SPME-GC-PFPD) qui s'est avérée efficace, rapide et extrêmement simple pour la détermination simultanée de huit organoétains. Les performances analytiques sont telles que des concentrations inférieures au ng/L peuvent être quantifiés pour la majorité des organoétains. D'autre part, dans la analyse de quelques échantillons de sédiments chiliens nous avons constaté la présence de signaux inconnus sur les chromatogrammes. Lápplication de GC-MS a permis démontrer que ces signaux correspondent à des composés soufrées. Des solutions analytiques ont été proposées pour résoudre ces problèmes. Finalement, lápplication de la HS-SPME sávère être une alternative prometteuse grâce à sa haute sensibilité et sa sélectivité pour la détermination des organoétains par GC-PFPD sur des échantillons complexes. Dans la suite de ce travail nous avons déterminé pour la première fois la spéciation organométallique de lé́tain sur des matrices environnementales provenant des sites côtiers chiliens. Sur tous les échantillons analysés, il a seulement été possible de détecter et de quantifier des composés butylés de l'étain, MBT, DBT et TBT. Leurs concentrations sont variables suivant les sites prélevés et leur proximité avec dé́ventuelles sources de ontamination. La détermination des concentrations totales de métaux et métalloi͏̈des sur les sites les plus touchés en organoétains a permis de classer les échantillons en deux groupes. De plus, lánalyse des facteurs a permis de mettre en évidence dímportantes corrélations entre les concentrations de certains éléments et les composés organostanniques. Ainsi, la même source semble être à l'origine de la présence des butylétains (BTs), de l'étain total, de l'arsenic et du cuivre
In this work the development of an analytic methodology based on "headspace" soild phase microextraction (HS-SPME-GC-PFPD) were carried out. It showed to be efficient, fast and simple for the simultaneous determination of eight organotins. The chemometrical optimisation of extraction allowed to reach instrumental limits of detection more lower than 1 ng (Sn) l-1. During the analysis of some Chilean sediments the unknown signal presence on chromatograms were found. The GC-MS use demonstrated that these signals correspond to sulphur compounds. The application of HS-SPME allowed to solve these problems and it appears as a promising alternative thanks to its high sensitivity and selectivity for the organotin determination by GC-PFPD on the complex samples. For the first time, the tin speciation on environmental samples coming from the Chilean coastal sites was determinated. Only butyltins were determinated (MBT, DBT and TBT). Their concentrations are variable and it depends of sampled sites and their proximity with contamination sources. The determination of the total concentrations of metals and metalloids on more contaminated sites allowed to classify the samples in two groups. Besides, factor analysis evidenced relationships between some elements concentrations and organotin compounds. This result suggests a common anthropogenic source for butyltins, arsenic and copper, chemicals species used in antifouling paints