Дисертації з теми "Cycle du carbone inorganique"
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Brunet, Frédéric. "Variations de la signature isotopique (delta)13 C du carbone inorganique dissous dans les rivières et les fleuves." Toulouse 3, 2004. http://www.theses.fr/2004TOU30228.
Анотація:
L'objectif scientifique de ce travail est de mieux comprendre les transferts de carbone par les fleuves vers les océans et d'identifier les différents processus biogéochimiques susceptibles de contrôler ces transferts, à l'aide des signatures isotopiques (d13C) du carbone. Pour ce faire, 25 bassins versants ont été étudiés à travers le monde, en allant de petits bassins versants élémentaires jusqu'aux grands bassins fluviaux. Les résultats obtenus mettent en évidence un contrôle majeur du d13CCID par le dégazage de CO2 vers l'atmosphère et par l'oxydation du carbone organique (allochtone et autochtone). La signature isotopique moyenne d13C du flux de carbone inorganique vers les océans est estimée dans cette étude à -11,8. Enfin, les premiers éléments d'un modèle numérique (d-Carb) sont fournis dans cette étude pour simuler l'évolution du d13CCID dans les rivières et les fleuvesThe scientific objective of this work is to better understand the riverine carbon transfers to the oceans and to identify the different biogeochemical processes controlling these transfers using carbon isotopic signature (d13C). In order to do that, 25 watersheds have been investigated in the world, going from small catchments to large river basins. The results emphasize the major control of CO2 degassing to the atmosphere and of organic carbon oxidation (allochtonous and autochtonous) on the riverine d13CDIC. The average isotopic signature d13CDIC of the inorganic carbon riverine flux into the oceans has been estimated in this study to be -11,8. Finally, a first approach of a numerical model (d-Carb) has been developed to simulate the d13CDIC evolution in rivers
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Corbière, Antoine. "Variabilité interannuelle à décennale du cycle océanique du carbone dans le gyre subpolaire de l'Océan Atlantique Nord." Paris 6, 2008. http://www.theses.fr/2008PA066568.
Анотація:
L’océan représente un puits majeur de carbone vis-à-vis de l’accroissement de CO2 atmosphérique, mais l’évolution à long terme de ce puits est mal connue. Ce travail vise donc à analyser son évolution dans l’Atlantique nord à l’aide de données biogéochimiques et hydrologiques collectées entre 1993 et 2007. Dans le gyre subpolaire de l'Atlantique nord, il est montré que la fugacité océanique du CO2 (fCO2oc) a augmenté plus rapidement dans l’océan que dans l’atmosphère sur la période 1993-2007. Pour la période 1993-2003, l’augmentation est due au réchauffement des eaux de surface, tandis q’entre 2001 et 2007, ce changement a été attribué à des modifications des propriétés chimiques de l’eau de mer. Depuis 2001 cette région est une source océanique de CO2 en hiver. En conséquence, le puits océanique de CO2 diminue rapidement et est susceptible d’impliquer des changements dans les concentrations de CO2 atmosphérique.
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Nkoue-ndondo, Gustave-Raoul. "Le cycle du carbone en domaine tropical humide : exemple du bassin versant forestier du Nyong au sud Cameroun." Toulouse 3, 2008. http://thesesups.ups-tlse.fr/476/.
Анотація:
Les suivis spatio-temporels des teneurs en carbone et de sa signature isotopique d13C dans le bassin versant du Nyong permettent d'une part, à une échelle locale (petit bassin versant du Mengong), d'identifier les sources de carbone et d'autre part, à une échelle régionale (bassin du Nyong), de comprendre les processus biogéochimiques qui contrôlent les transformations et les échanges de carbone entre les différents réservoirs au cours du transfert de l'amont vers l'aval. Dans ces écosystèmes tropicaux humides, les sols marécageux de bas fonds présentent en surface un épais horizon humifère riche en carbone organique (12 à 16%), avec des signatures isotopiques d13C de -29‰ en équilibre avec celle des plantes en C3 (-32‰ à -28‰). La minéralisation de la MO et le lessivage des zones marécageuses sont responsables en saison des pluies des fortes teneurs en COD (jusqu'à 38 mg/l), des fortes pCO2 et des signatures isotopiques d13CCID appauvries (-20‰ en moyenne) des cours d'eau. En saison sèche, la réduction des zones marécageuses favorise l'alimentation des cours d'eau par les eaux de nappe pauvre en COD (< 1mg/l) et enrichies en 13C (d13CCID jusqu'à -7‰). Les flux de carbone vers l'océan pour le bassin du Nyong, estimés à 1,2. 106 t C/an (soit 6,24 t C/km2/an) sont constitués à 80% de COD, 8% de COP et 12% de CID. Au cours du transfert d'amont en aval, une diminution de COD de 33% est observée en relation avec des processus d'oxydation. Les fortes pCO2 qui en résultent, favorisent un dégazage du CO2 vers l'atmosphère, estimé pour le réseau hydrographique du Nyong à 2,3. 105 t C/an ; ce dégazage s'accompagne d'un enrichissement isotopique d'amont en aval de l'ordre de 4‰. L'altération des minéraux silicatés par les acides organiques entraîne un excédent de Ca+Mg (0,5< Ca+Mg/HCO3- <2,2) par rapport à une altération par l'acide carbonique (Ca+Mg/HCO3- = 0,5). Cet excédent est corrélé positivement aux teneurs en COD et négativement au d13CCID dans les eaux de surface. .Spatial and temporal follow ups of carbon contents and its isotopic signature d13C in the Nyong river basin allow on one hand, at a local scale (small experimental catchment of Mengong), to identify the carbon sources, and on the other hand, at a regional scale (Nyong river basin), to understand the biogeochemical processes which control the carbon transformations and exchanges between the different reservoirs during the transfer from upstream to downstream. In these wet tropical ecosystems, the swampy soils of bottom valley low marshes present in surface a thick organic carbon rich horizon (12 to16 %), with isotopic signatures d13C of -29 ‰ in equilibrium with C3 plants (-32 ‰ to -28 ‰). During the rainy season, the mineralization of organic matter and the leaching of swampy areas are responsible of hight DOC contents (until 38 mg / L) in streamwaters, strong pCO2 and impoverished d13CDIC isotopic signatures (-20 ‰ on average). During the dry season, the shrinkage of the swampy zones facilitates the supply of streams by low DOC content (< 1mg / L) and enriched d13CDIC (d13CDIC until 7 ‰%) grounwaters. The carbon flux into the ocean is estimated to 1. 2*106 t C / year, i. E. 6. 24 t C/km2. Year, of which 80 % of DOC, 8 % of POC and 12 % of DIC. During the transfer from upstream to downstream, a DOC decrease of 33 % is observed in relation with oxidation processes. The resulting strong pCO2 facilitate the CO2 degassing towards the atmosphere, estimated for the Nyong river system at 2. 3* 105 t C / year. This CO2 degassing is accompanied by an isotopic enrichment of about 4 ‰. The weathering of silicate minerals by organic acids leads to a surplus of Ca+Mg (0. 5 < Ca+Mg / HCO3- < 2. 2) with regard to a natural weathering pathway by the carbonic acid (Ca+Mg / HCO3- = 0. 5). .
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Koffi, Kouakou Urbain. "Distribution des paramètres du carbone et du flux de CO2 à l'interface air - mer dans l'Est de l'Atlantique tropical." Phd thesis, Université Pierre et Marie Curie - Paris VI, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00945786.
Анотація:
De juin 2005 à septembre 2007, six campagnes océanographiques ont été effectuées dans l'Est de l'Atlantique Tropical afin d'étudier principalement la distribution spatio-temporelle des paramètres du carbone océanique, les processus induisant leur variabilité et d'estimer les flux air -mer de CO2. 195 échantillons d'eau de mer de surface prélevés ont servi à l'analyse de l'alcalinité totale (TA) et le carbone inorganique dissous (DIC). Les distributions de la température de surface de la mer (SST), de la salinité de surface de la mer (SSS), de DIC et de TA ont permis de mettre en évidence un gradient nord -sud entre les eaux du nord et celles du sud du bassin. En effet, aux faibles (ou fortes) Salinités sont associées les faibles (ou fortes) TA et DIC. Dans la partie nord de la zone (0°-6°N) précisément dans le courant de Guinée apparaissent les faibles salinités, alcalinités et carbone inorganique, tandis que les fortes concentrations de ces paramètres sont observées au sud de l'équateur (0°-10°S) dans les eaux du courant sud équatorial. Toutefois, la SST présente une distribution contrastée à celles des autres paramètres. Aucune variabilité temporelle significative n'apparaissant dans les distributions de TA et DIC, l'ensemble des données des campagnes a été alors utilisé pour déterminer des relations empiriques uniques entre TA et SSS, et entre DIC, SSS et SST. Ces relations validées ont conduit au calcul de la fugacité de CO2. Des cartes mensuelles de fCO2 moyennes ont été établies, sur une grille de 1° latitude x 1° longitude, en utilisant des champs de données de SST et de SSS pour la zone de 10°E-10°W, 6°N-10°S pour la période de 2005 à 2007 des mois de juin à novembre. Le flux air-mer moyen mensuel de CO2 varie de 1,69 ±1,94 mmol m-2 d-1 (Novembre) à 2,78 ±1,65 mmol m-2 d-1 (Août) pour toute la région. Ces résultats ont permis la comparaison de nos flux air -mer et ceux de climatologie par l'utilisation du même coefficient d'échange. Nos flux air -mer estimés montrent un gradient plus important entre les eaux du nord et celles du sud de l'équateur que les estimations climatologiques. Cette différence est probablement due au nombre peu élevé de données en climatologie et aussi à la mauvaise résolution de sa grille (4° de latitude x 5° de longitude). Toutefois, les deux méthodes d'estimation de flux air -mer s'accordent que la zone de l'Est de l'Atlantique tropical est une source de CO2 pour l'atmosphère.
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Riquier, Laurent. "Perturbations des environnements marins, à la limite Frasnien-Famennien (Devonien Terminal) : apport de la géochimie inorganique et du magnétisme des roches." Lille 1, 2005. https://ori-nuxeo.univ-lille1.fr/nuxeo/site/esupversions/f1c218ee-6fde-4031-8185-25754832f1cb.
Анотація:
Le Dévonien supérieur est une période marquée par des variations climatiques importantes et de nombreuses perturbations environnementales, tant dans le domaine continental (surrection de chaînes de montagnes, développement des plantes vasculaires) que dans le domaine marin (fluctuations du niveau marin, crise biologique, stockage de matière organique). La mise en place de façon quasi-globale de niveaux riches en matière organique au Frasnien terminal, les horizons Kellwasser, et leur impact sur le cycle du carbone ont retenu plus particulièrement notre attention au cours de ce travail. L'étude pluridisciplinaire menée sur des séries sédimentaires situées de part et d'autre de la chaîne éovarisque nous permet de reconstituer les variations des environnements marins à la limite Frasnien-Famennien, dans les régions du Massif Schisteux Rhénan, des Montagnes du Harz (Allemagne), de la Meseta occidentale et de l'Anti-Atlas (Maroc). La démarche adoptée repose principalement sur l'analyse géochimique et l'étude du magnétisme des roches. A partir des résultats obtenus, un modèle de formation des horizons Kellwasser au cours du Frasnien terminal est proposé. Durant l'épisode de dépôt de l'horizon Kellwasser inférieur, l'appauvrissement en oxygène serait le résultat d'une hausse importante de la productivité primaire. Cette hausse de productivité et la consommation d'oxygène auraient été induites par l'eutrophisation des milieux marins peu profonds. La libération accrue de nutriment proviendrait d'une intensification de l'altération chimique, faisant suite au développement des plantes vasculaires et à la mise en place de la chaîne éovarisque à partir du Dévonien supérieurCe phénomène d'altération a vraisemblablement été favorisé par un climat particulièrement chaud et humide. Durant l'épisode de dépôt de l'horizon Kellwasser supérieur, l'appauvrissement en oxygène résulterait de la stratification des eaux dans les environnements profonds, due à une diminution de la circulation océanique, causée par un confinement plus important des bassins. Cette stratification a été accrue durant la période de haut niveau marin associée à l'horizon Kelhvasser supérieur. Les eaux anoxiques ont pu se répandre dans les environnements de plates-formes à la faveur de la montée eustatique. La mise en place de conditions anoxiques, voire localement euxiniques, a favorisé la diffusion des nutriments libérés par la reminéralisation de la matière organique. Ces nutriments ont pu rejoindre épisodiquement les eaux de surface, à la faveur d'interruptions temporaires de la stratification des eaux, et ainsi intensifier la productivité primaire. Il est proposé que cette période de stockage accrue de carbone organique dans les sédiments ait fortement perturbé le cycle du carbone à long terme, conduisant, au final, à une chute notable de la pression de CO2 atmosphérique et au refroidissement du climat à la base du Famennien. Ainsi, ces travaux suggèrent que la formation des horizons Kellwasser résulte de la conjonction de divers' phénomènes, comprenant la tectonique s. L. ,l'évolution des végétaux, la physiographie des océans, la productivité marine, le tout en interactions directes et indirectes avec le climat
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Duval, Bastien. "Ecodynamics of trace metals and metalloids in Pyrenean lakes in relation to climate change and anthropogenic pressure." Thesis, Pau, 2020. http://www.theses.fr/2020PAUU3046.
Анотація:
La gestion et la conservation des lacs de haute montagne Pyrénéens dans le contexte actuel du changement climatique et de l’augmentation de la pression anthropique nécessitent une connaissance approfondie de leur fonctionnement biogéochimique. Dans cette thèse, cinq campagnes d’échantillonnage ont été réalisées (2017-2019) dans plus de 20 lacs alpins. L’analyse d’échantillons d’eau nous a permis d’étudier les teneurs, les profils en profondeurs, la répartition géographique, et les variations saisonnières de nombreuses caractéristiques physico-chimiques et biogéochimiques. Le cycle du dioxyde de carbone (CO2) et le devenir des Eléments Traces Potentiellement Dangereux (PHTEs) ont été étudiés. Le mercure (Hg) a été particulièrement étudié au travers du développement d’une procédure analytique pour la détermination de concentrations en traces dans les eaux naturelles et de recherches biogéochimiques sur la distribution et le devenir des espèces du Hg dans la colonne d’eau, et dans des archives de sédiments.La procédure développée pour analyser l’alcalinité totale (TA) et le carbone inorganique dissous (DIC) nous a permis de déterminer les autres paramètres du système du CO2, le pH et la fugacité du CO2 (fCO2). Les spécificités du substrat rocheux apparaissent essentielles pour l’état d’acidification des lacs étudiés. De plus, les valeurs de fCO2 obtenues montrent que les lacs sont des sources de CO2 pour l’atmosphère.La mesure de divers paramètres physico-chimiques nous a permis de classer les lacs en fonction de leur géochimie de l’eau mettant en évidence l’importance de l’état trophique des lacs, des caractéristiques géologiques et des apports atmosphériques. La présence, les sources et le comportement des PHTEs ont été étudiés, démontrant un contraste entre les apports géologiques et atmosphériques. Le suivi intensif a démontré que certains PHTEs sont très sensibles aux changements environnementaux comme la température et les conditions redox.La mesure des concentrations de Hg total dans les systèmes aquatiques reste complexe et il est nécessaire de développer des méthodes analytiques moins coûteuses et faciles d’utilisation. La méthode développée et optimisée dans ce travail a été appliquée avec succès et a montré une bonne limite de détection et une excellente répétabilité. La spéciation du Hg dans la colonne d’eau a démontré l’état intact et la dynamique des lacs Pyrénéens. L’homogénéité dans les concentrations de Hg total non-gazeux a confirmé l’absence de sources locales et l’utilisation potentielle de ces écosystèmes en tant que sentinelles de la contamination régionale et globale du Hg. Alors que lemercure inorganique (iHg) n’a pas montré de variations saisonnières, le monométhylmercure (MMHg) a été significativement plus élevé en automne 2018 et le mercure gazeux dissous (DGM) a fortement varié parmi les lacs. Les expérimentation in-situ ont confirmé les conditions qui favorisent la méthylation (eaux anoxiques stratifiées), la déméthylation et la photoréduction (intense lumière UV) du Hg.L’analyse des archives de sédiments a mis en lumière les tendances temporelles des taux d’accumulation du Hg (HgARs), avec une augmentation progressive depuis le 16ème siècle et l’industrialisation, reflétant la production de Hg dans les mines d’Almadén. Les isotopes stables du Hg permettent de tracer certaines sources anthropiques ainsi que les variations climatiques passées.Globalement, les changements environnementaux dans les écosystèmes des lacs, provoqués à la fois par les conditions climatiques (température, intensité lumineuse) et la pression anthropique (apports atmosphériques, eutrophisation, CO2 atmosphérique) sont susceptibles d’entrainer des répercussions importantes parmi le CO2, certains PHTEs et le cycle biogéochimique du Hg dans les écosystèmes montagnardsThe management and conservation of Pyrenean high mountain lakes within the current context of climate change and increasing anthropogenic pressure require detailed knowledge of their biogeochemical functioning. In this doctoral thesis, five sampling campaigns were carried out (2017-2019) in more than 20 alpine lakes. The analysis of water samples allowed us to study the occurrence, the depth profiles, the geographical distribution and the seasonal trends of a large array of physico-chemical and biogeochemical parameters. Specifically, the cycle of carbon dioxide (CO2) and the fate of Potentially Harmful Trace Elements (PHTEs) were investigated. The mercury (Hg) was specially studied through the development of an analytical procedure for the measurement of trace concentrations in natural waters and through biogeochemical investigations on the distribution and the fate of Hg species in the water column, as well as in sediment archives.The new and robust procedure developed in this work to measure the total alkalinity (TA) and the dissolved inorganic carbon (DIC) allowed us to determine the other two parameters of the CO2 system, the pH and the fugacity of CO2 (fCO2). The bedrock characteristics of the watershed appear to be the most important parameters influencing the acid status of the studied lakes. Moreover, obtained fCO2 values indicate that lakes are sources of CO2 for the atmosphere.The measurement of various physico-chemical parameters allowed us to discriminate and classify the studied lakes according to their water geochemistry, highlighting the importance of the trophic status of the lakes, the geological background and the atmospheric inputs. The occurrence, sources and behaviour of the PHTEs were investigated with evidence of a contrast between geological and atmospheric inputs. Intensive monitoring revealed some PHTEs to be highly sensitive to environmental changes such as temperature and redox conditions.Monitoring natural concentrations of total Hg in aquatic systems remains a difficult challenge and there is a need for the development of low cost and easy handling analytical methods. The method for analysis of trace Hg concentrations developed and optimized in this work was successfully operational and exhibits a suitable limit of detection and an excellent reproducibility. Hg speciation results in the water column demonstrated the pristine state and the dynamic of the Pyrenean lakes. The homogeneity in the non-gaseous total Hg concentrations in the studied lakes confirmed the absence of local sources and the potential use of these ecosystems as sentinels of regional to global Hg contamination. While inorganic mercury (iHg) did not show seasonal variations, monomethylmercury(MMHg) was significantly higher in autumn 2018 and dissolved gaseous mercury (DGM) varied strongly within and among lakes. In-situ experiments confirmed the conditions that promote Hg methylation (stratified anoxic waters), demethylation and photoreduction (intense UV light).The historical Hg record in sediment archives highlighted temporal trends in Hg accumulation rates (HgARs) with a progressive increase since the 16th Century and the industrialization, mirroring the Hg production in Almadén mines (Southern Spain). Besides, Hg stable isotopes allow the identification of distinct anthropogenic sources as well as past climate variability.Overall, environmental changes in lake ecosystems, induced by either climatic conditions (temperature, light intensity) or anthropogenic pressure (atmospheric inputs, eutrophication, atmospheric CO2) are likely to produce significant impacts among CO2, specific PHTEs and Hg biogeochemical cycles in mountainous ecosystems
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Furla, Paola. "Mécanismes de transport de carbone inorganique dans l'association symbiotique Cnidaire-dinoflagélle." Aix-Marseille 2, 1999. http://www.theses.fr/1999AIX22095.
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Granier, Jean-Marie. "Transport du carbone inorganique en solution expérimentation et modélisation à différentes échelles... /." Grenoble 2 : ANRT, 1988. http://catalogue.bnf.fr/ark:/12148/cb37614037w.
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Ndiaye, Mbalo. "Transfert de CO2 et stratégie d' apport du carbone inorganique en photobioréacteur." Thesis, Nantes, 2016. http://www.theses.fr/2016NANT4042/document.
Анотація:
Les applications des photobioréacteurs (PBR) pour la culture des microorganismes photosynthétiques, sont très variées et prometteuses. Une optimisation des conditions de culture est nécessaire afin de permettre une conduite économiquement viable des PBR en garantissant un apport suffisant de CO2 pour tous les microorganismes et en tout point du réacteur tout en limitant les pertes par dégazage. Ce travail s’intéresse par conséquent plus spécifiquement à l’étude du transfert entre phases du CO2. La mécanique des fluides numérique est utilisée pour réaliser une analyse fine des interactions qui ont lieu dans ces systèmes afin d’avoir une meilleure compréhension des phénomènes régissant leur fonctionnement et de prédire la distribution spatiale et temporelle des espèces dissoutes ainsi que les performances du transfert entre phases. L’étude numérique du transfert gaz/liquide suivant la méthode dynamique avec de l’O2 et avec du CO2 montre des valeurs de kLa apparent plus grand dans le cas avec O2. Contrairement à l’O2, les bulles de CO2 s’épuisent significativement au cours de leur ascension dans le liquide ce qui entraîne une diminution importante du potentiel d’échange et donc du kLa apparent. Une estimation lors d’une extrapolation du kLa apparent du CO2 avec de l’O2 pourrait entraîner une surestimation du transfert entre phases. Par ailleurs, les résultats de simulations de PBR en présence de microalgues avec le code numérique montrent qu’il est possible d’apporter du CO2 de façon suffisante et homogène dans un PBR airlift de 100 L. De plus, des conditions pour réguler le pH ont été déterminées pour des concentrations en CO2 dans le gaz modéréesPhotobioreactors (PBR) applications for photosynthetic microorganisms cultivation, are varied and promising. Optimazing culture conditions is necessary in order to ensure economically viable PBR operation by ensuring adequate CO2 intake for all microorganisms at any point of the reactor while limiting losses by degassing. This study more specifically focuces on CO2 mass transfer from gas phase to liquid phase. Computational fluid dynamics CFD is used to achieve a fine analysis of the interactions that take place in these systems in order to have a better understanding of the phenomena governing their operation and predict the spatial and temporal distribution of the dissolved species and gas/liquid mass transfer performances. The numerical study of gas/liquid transfer using dynamic method with O2 and with CO2 shows that apparent kLa values obtained with O2 is higher. Unlike oxygen, CO2 bubbles depleted significantly during their rising in the liquid which results in a significant decrease of the exchange potential and therefore the apparent kLa. Thus photobioreactor scale-up with kLa of CO2 estimated from dynamic method with O2 could lead to an overestimation of the gas/liquid mass transfer capabilities at large scale. Moreover, PBR simulation with microalgae using CFD code shows that it is possible to bring dissolved CO2 sufficiently and homogeneously in a 100 L airlift PBR. In addition, conditions to control pH are determined for moderate CO2 concentrations in the gas phase
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Beuf, Laurent. "Recherche des gènes impliqués dans l'assimilation du carbone inorganique chez Synechocystis PCC 6803." Aix-Marseille 2, 1993. http://www.theses.fr/1993AIX22078.
Анотація:
Le carbone inorganique (ci) est la source de carbone utilisee par les cyanobacteries pour synthetiser les constituants organiques necessaires a leur croissance. Un systeme de transport actif ainsi que des activites anhydrase carbonique (ac) sont impliquees dans ce processus. Chez synechocystis pcc6803, ces dernieres sont regulees par la concentration en ci externe. Elles representent un cas interessant pour l'etude de la regulation de l'assimilation du ci. On a cherche a isoler un gene d'ac par deux approches differentes. La premiere, l'utilisation de sondes oligonucleotidiques deduites de sequences d'enzymes connues, a conduit a l'isolement d'un gene (x1) necessaire a la croissance des cellules uniquement en conditions de faible ci + glucose. Il est probable que la proteine x1 agisse en temps que regulateur indispensable a l'assimilation du ci et/ou du glucose dans ces conditions. La seconde approche utilisee a ete l'etude d'un mutant resistant a un inhibiteur de l'ac, l'acetazolamide (aza). Cette approche a permis le clonage du gene responsable de la resistance a l'aza chez ce mutant. Ce gene, zam, code pour une proteine presentant des homologies avec plusieurs proteines impliquees dans des regulations diverses. Les souches zam#- sont resistantes a l'aza, la proteine zam sauvage est donc necessaire a l'action de l'aza. Ce travail a permis d'une part de mettre en evidence un nouveau processus de regulation entre les voies d'assimilation du glucose et du ci, et d'autre part d'approfondir les connaissances sur l'action de l'aza
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Rivé, Karine. "Origine du carbone inorganique dissous dans les rivières des zones volcaniques : le point de vue des isotopes du carbone." Paris 7, 2008. http://www.theses.fr/2008PA077222.
Анотація:
Sur Terre, l'altération chimique des roches silicatées est l'un des mécanismes qui consomme du CO2. L'ensemble de ces processus pourrait faire partie d'une boucle de rétroaction négative exercée sur le climat terrestre, qui permettrait sa régulation au cours des temps géologiques. Les roches volcaniques ont un rôle important puisqu'elles sont responsables de 30 % de la consommation totale de CO₂ par l'altération. C'est dans ce contexte que s'inscrit cette thèse, dont l'enjeu principal est d'identifier l'origine du CO₂ impliqué dans les réactions d'altération des roches de quatre zones volcaniques actives : les Antilles, la Réunion, l'Islande et le Massif Central. C'est dans cette optique que le delta C du carbone inorganique dissous (DIC) et les ions majeurs des rivières ont été combinés. Dans un premier temps, une méthode fiable de prélèvement et d'analyse du delta¹³C du DIC a été mise au point. Le prélèvement de près de 200 échantillons de rivières, solutions de sols et sources hydrothermales a permis de conclure que le CO₂ d'origine magmatique contribue significativement à l'altération des roches volcaniques, voire qu'il représente la majeure partie du CO₂ consommé lors de ces réactions en Islande et à la Réunion, l'autre réservoir principal de CO2 étant la matière organique. Par ailleurs, le CO₂ magmatique semble contribuer à l'altération sous différentes formes : soit à travers les contributions hydrothermales, soit sous forme de CO₂ magmatique diffus. Ces deux types de CO₂ seraient associés à des régimes d'altération différents : le régime sols, à basse température, et le régime hydrothermal. La conséquence de ces observations est une surestimation des taux de consommation de CO2 atmosphérique précédemment calculés par le biais des rapports d'éléments majeurs au niveau des zones actives. D'autre part, il semble exister un lien entre la proportion de CO₂ magmatique et les taux d'altération chimique des roches, qui indiquerait un contrôle de l'altération des zones actives par le CO₂ magmatique. Ces conclusions soulignent la nécessité des mesures de delta¹³CDiC à l'échelle globale, en particulier au niveau des zones volcaniquesOn Earth, chemical weathering of silicate rocks is one of the mechanisms which consumes CO₂. All of these processes could be part of a negative feedback loop exerted on the Earth's climate, which would allow its regulation over geological time. Volcanic rocks have an important role since they are responsible for 30 pourcents of total CO₂ by weathering. The main challenge of this study is to identify the origin of CO₂ involved in the reactions of weathering of rocks of four active volcanic areas: the West Indies, Reunion, the Iceland and the Massif Central. In this aim, the delta13C of dissolved inorganic carbon (DIC) and riverine major ions were combined. In a first step, a reliable method of sampling and analysis of delta¹³C DIC has been developed. The analyse of nearly 200 samples from rivers, soil and solutions hydrothermal springs has highlighted that the magmatic CO₂ contributes significantly to the weathering of volcanic rocks, or even that it represents most of the CO₂ consumed by weathering in Iceland and Reunion, the other main reservoir of CO2 being biogenic CO₂. In addition, magmatic CO₂ appears to contribute to the weathering in different ways: either through hydrothermal contributions, or as diffuse magmatic CO₂. Both types of CO₂ would be associated with different schemes of weathering: soil type regime at low temperature, and the hydrothermal regime. The consequence of these observations is an overstatement of the rate of atmospheric CO₂ previously calculated by the mean of major ions in active zones. There seem to be a link between the proportion of CO₂ magmatic and rates of chemical weathering of rocks, which would indicate a control of weathering of active volcanic areas by magmatic CO₂. This underlines the need for measures of delta¹³CDic on a global scale, particularly in volcanic areas
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Martinez, Mathieu. "Spéciation et isotopie du soufre inorganique en milieu aqueux." Thesis, Pau, 2019. http://www.theses.fr/2019PAUU3009/document.
Анотація:
Le soufre existe dans l’hydrosphère dans des état d’oxydation allant des sulfates (+VI) aux sulfures (-II) et incluant de nombreuses espèces à des états d'oxydation intermédiaires, telles que le soufre élémentaire (0), les thiosulfates (-I, V) et les sulfites (IV). Ces espèces en particulier sont considérées comme des intermédiaires importants dans les réactions biologiques et abiotiques qui transforment (oxydent, réduisent ou dismutent) le soufre et sont fréquemment couplées aux cycles biogéochimiques du carbone, de l’azote, de l'oxygène et du fer.Les processus du cycle du soufre sont étudiés en mesurant les concentrations des différentes espèces contenant du soufre (analyse de spéciation) et en mesurant leur rapport isotopique respectif (analyse isotopique). Des difficultés analytiques sont fréquemment rencontrées, car les espèces soufrées, notamment celles de valence intermédiaire, sont présentes en faibles concentrations et sont difficiles à isoler. Ainsi, les rapports isotopiques des espèces de valence intermédiaire sont rarement déterminés. Les études des processus du cycle du soufre gagneraient grandement à l'amélioration des méthodes de mesure des rapports isotopiques des espèces de soufre inorganiques, en particulier des espèces intermédiaires les moins abondantes.Dans ce contexte, ce travail de thèse s’est consacré à l’élaboration de stratégies analytiques combinant spéciation et isotopie du soufre, afin de réaliser la mesure des rapports isotopiques du soufre de plusieurs espèces inorganiques présentes simultanément dans des échantillons liquides. Une méthode de spéciation permettant de quantifier les sulfites, les sulfates et les thiosulfates par chromatographie liquide couplée à un spectromètre de masse à plasma à couplage inductif haute résolution (LC-HR-ICP-MS) a tout d’abord été mise en place. Ensuite, une approche hors-ligne a été développée pour l’analyse isotopique des sulfures, des sulfates et des thiosulfates. Elle consiste en une préparation d’échantillon par précipitation séquentielle des espèces soufrées, suivie de leur analyse par analyseur élémentaire couplé à un spectromètre de masse à rapport isotopique (EA-IRMS). Cette méthode permet de déterminer les valeurs de δ34S des sulfures, des sulfates et des thiosulfates avec des incertitudes de mesure inférieures à 0,5 ‰ pour des échantillons d’eau contenant au moins 27 µg de soufre. Cette méthode a été appliquée à l’étude d’eaux de source et d’eaux d’un aquifère profond et au suivi du fractionnement isotopique du soufre dans une culture de bactéries sulfato-réductrices.Un couplage entre séparation anionique et détection par spectromètre de masse à plasma à couplage inductif multicollecteur (LC-MC-ICP-MS) a été mis au point pour la détermination en ligne des valeurs de δ34S des sulfites, des sulfates et des thiosulfates. Cette méthode nous a permis de déterminer δ34S des sulfites, des sulfates et des thiosulfates pour des échantillons d’eau contenant 1 µg de soufre par espèce avec des incertitudes de mesure inférieures à 0,6 ‰Sulfur is present in the hydrosphere at oxidation states ranging from sulfate (+VI) to sulfide (-II) and including many species at intermediate oxidation states, such as elemental sulfur (0), thiosulfate (-I, V) and sulfite (IV). These species in particular are considered as important intermediates in biological and abiotic reactions (oxidation, reduction or disproportionation) involving sulfur and are frequently coupled to the biogeochemical cycles of carbon, nitrogen, oxygen and iron.Sulfur cycle processes are studied by measuring the concentrations of different species containing sulfur (speciation analysis) and by measuring their respective isotope ratios (isotopic analysis). Analytical difficulties are frequently encountered because sulfur species, especially intermediate valence species, are present in low concentrations and are difficult to isolate. Thus, the isotope ratios of intermediate valence species are rarely determined. Methods for measuring isotope ratios of inorganic sulfur species, particularly the least abundant intermediate species, would be a great assistance in deciphering sulfur cycle processes.In this context, this thesis work was devoted to the development of analytical strategies combining speciation and isotopic analysis of sulfur, in order to measure sulfur isotope ratios of several inorganic species that can be simultaneously present in liquid samples. First, a speciation method for quantifying sulfite, sulfate and thiosulfate by liquid chromatography coupled to high-resolution inductively coupled plasma mass spectrometer (LC-HR-ICP-MS) was set up. Then, an off-line approach was developed for the isotopic analysis of sulfide, sulfate and thiosulfate. It consisted of a sample preparation by sequential precipitation of the sulfur species, followed by elemental analyzer coupled to isotope ratio mass spectrometer (EA-IRMS) analysis. This method made it possible to determine the δ34S values of sulfide, sulfate and thiosulfate with measurement uncertainties below 0.5 ‰ for water samples containing at least 27 µg of sulfur. This method has been applied to the study of spring waters and deep aquifer waters and the monitoring of isotopic fractionation of sulfur in a culture of sulfate-reducing bacteria.Moreover, an on-line analytical method coupling anionic separation and detection by multicollector inductively coupled plasma mass spectrometer (LC-MC-ICP-MS) has been developed for the determination of δ34S values of sulfite, sulfate and thiosulfate. This method allowed us to determine δ34S of sulfite, sulfate and thiosulfate for water samples containing as little as 1 µg of sulfur per species with measurement uncertainties below 0.6 ‰
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Brunet, Frédéric. "VARIATIONS DE LA SIGNATURE ISOTOPIQUE δ13C DU CARBONE INORGANIQUE DISSOUS DANS LES RIVIÈRES ET LES FLEUVES". Phd thesis, Université Paul Sabatier - Toulouse III, 2004. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00184081.
Анотація:
L'objectif scientifique de ce travail est de mieux comprendre les transferts de carbone par les fleuves vers les océans et d'identifier les différents processus biogéochimiques susceptibles de contrôler ces transferts, à l'aide des signatures isotopiques (δ13C) du carbone. Pour ce faire, 25 bassins versants ont été étudiés à travers le monde, en allant de petits bassins versants élémentaires jusqu'aux grands bassins fluviaux. Les résultats obtenus mettent en évidence un contrôle majeur du δ13CCID par le dégazage de CO2 vers l'atmosphère et par l'oxydation du carbone organique (allochtone et autochtone). La signature isotopique moyenne δ13C du flux de carbone inorganique vers les océans est estimée dans cette étude à -11,8‰. Enfin, les premiers éléments d'un modèle numérique (δ-Carb) sont fournis dans cette étude pour simuler l'évolution du δ13CCID dans les rivières et les fleuves.
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Cachier-Rivault, Hélène. "Approche isotopique du cycle atmosphérique du carbone particulaire." Grenoble 2 : ANRT, 1987. http://catalogue.bnf.fr/ark:/12148/cb376035474.
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Tounsi, Khoudhir. "Le cycle du carbone dans l'Océan atlantique tropical." Toulouse 3, 1990. http://www.theses.fr/1990TOU30233.
Анотація:
Un modele en boite et les donnees de traceurs chimiques de focal ont ete utilises pour estimer les flux de carbone et de nitrate dans l'ocean atlantique equatorial. Le modele consiste a faire advecter deux boites de 22 qui se deplacent vers l'ouest en surface avec le courant equatorial sud et vers l'est avec le sous-courant, respectivement. Cependant, l'echange entre ces deux boites et leur environnement a ete considere en specifiant le champ d'advection. La diffusion verticale et les parametres de l'activite biologique ont ete ajustes. L'echange de co2 avec l'atmosphere a ete calcule. La production et la destruction de l'azote et du carbone organique dissous sont aussi consideres. Les valeurs de coefficient de diffusion verticale trouvees varient de 0. 1 a 3 10#-#4 m#2/s entre le sous-courant et la surface, et sont plus faibles entre le sous-courant et les couches sous-jacentes. La nouvelle production dans l'eau de surface est trouvee de l'ordre de 30 gcm#-#2/an et le rapport f est de l'ordre de 20 a 30%. La cinetique de consommation des nitrates est de l'ordre de 2 a 3 jours. Ces resultats sont insensibles a la fraction de la nouvelle production transformee en matiere organique dissoute. Les variations zonales et saisonnieres du flux d'echange de co2 a l'interface air-mer depend des variations de t(c) et du vent, mais dominees par l'advection du carbone inorganique dissous
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Cachier-Rivault, Hélène. "Approche isotopique du cycle atmospherique du carbone particulaire." Paris 7, 1987. http://www.theses.fr/1987PA077061.
Анотація:
Etude des emissions naturelles de carbone particulaire et evaluation des perturbations induites par les activites humaines sur le cycle atmospherique du carbone. Travail s'appuyant sur des mesures de concentration et de granulometrie d'aerosol preleve au cours de nombreuses campagnes en milieu continental tempere et tropical ainsi qu'en zone oceanique des deux hemispheres. L'origine et le transport a grande echelle des aerosols sont determines par des mesures de composition isotopique (**(13)c/**(12)c) au spectrometre de masse
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Labbe, Espéret Christiane. "Modélisation et conceptualisation : l'exemple du cycle du carbone." La Réunion, 2002. http://elgebar.univ-reunion.fr/login?url=http://thesesenligne.univ.run/02_07_Labbe_Esp.pdf.
Анотація:
Cette thèse porte sur la recherche des relations entre la modélisation didactique et la conceptualisation dans le cas du cycle du carbone et dans le cadre d'apprentissages d'élèves de seconde. Le cycle du carbone s'inscrit dans un contexte d'éducation à l'environnement. Nous avons recherché des réponses théoriques et empiriques à notre problématique. L'étude de la construction historique de trois concepts différents et des cycles de matière-cycles des éléments montre des conditions de possibilité, des obstacles et des processus particuliers à chacun mais aussi des constantes de conceptualisation. L'étude des données de la recherche sur la modélisation didactique fournit les références de conception et d'analyse de notre partie empirique. L'étude de la modélisation du cycle du carbone dans plusieurs classes de seconde et son analyse conduisent à identifier les différentes formes du ou des référents empiriques et montre le rôle des savoirs sociaux dans l'anticipation. L'analyse comparative montre la proximité des opérations intellectuelles de la modélisation et de la conceptualisation. Le niveau du concept du cycle du carbone est difficilement atteint par des élèves de seconde, les principales difficultés sont l'absence de prise en compte des données quantitatives et chimiques.
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Kirstetter, Anne-Sophie. "Etude de la fixation du carbone inorganique chez la levure pour la production industrielle de molécules d’intérêt." Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2016. http://www.theses.fr/2016SACLC015/document.
Анотація:
Ces dernières années ont vu un grand développement des biotechnologies blanches et de l'ingénierie métabolique avec l'objectif de remplacer les procédés de synthèse de molécules d’intérêt de l’industrie chimique classique par des voies de synthèse biologique. Dans ce contexte, les réactions anaplérotiques, qui produisent les acides dicarboxyliques, sont particulièrement intéressantes puisqu'au delà de la production de ces molécules d’intérêt elles permettent une fixation nette de carbone, réduisant ainsi l’impact environnemental des procédés. Ce travail de thèse a donc porté sur l'élaboration d'une stratégie d'ingénierie métabolique faisant appel à des réactions de fixation de carbone inorganique chez la levure pour la production d'acide malique, une molécule plateforme ayant de nombreuses applications industrielles. La levure Saccharomyces cerevisiae a été choisie comme hôte pour sa commodité d’utilisation dans les procédés industriels et ses nombreux outils génétiques. L'approche développée repose sur la mise en place d'une voie de production d'acide malique par surexpression de la phosphonéolpyruvate carboxylase d'Escherichia coli (PEPC), de la malate déshydrogénase peroxysomale de S. cerevisiae relocalisée dans le cytosol (MDH) et du transporteur d'acides dicarboxyliques de Schizosaccharomyces pombe. La souche de levure recombinante obtenue a été caractérisée lors d'essais en fioles, en présence notamment de carbonate de calcium pour assurer un apport de carbone inorganique. Ces essais ont permis de mettre en évidence un effet stimulant de l'apport de carbone inorganique sur la production de malate et d'obtenir des concentrations de malate de l'ordre de 2,5 g/L à partir de 50 g/L de glucose, pour un rendement maximal de 0,046 gramme de malate par gramme de glucose. Des essais en bioréacteur de 5 L en présence d'air ou d'air enrichi à 5% de CO2 ont montré un effet positif de l'apport de carbone inorganique sous forme de dioxyde de carbone sur la production de malate. La concentration maximale de malate obtenue est de 1,46 g/L à partir de 50 g/L de glucose, soit un rendement de 0,029 gramme de malate par gramme de glucose. Des souches intermédiaires exprimant la PEPC et la MDH obtenues pour la production de malate ont également été caractérisées pour la production d'éthanol, car elles semblaient présenter une augmentation du rendement de production d'éthanol par effet transhydrogénase par rapport à la souche sauvage. Les essais n'ont cependant pas permis de confirmer cette augmentation de rendementWhite biotechnologies have been developing quickly during the last decades, aiming at replacing chemical syntheses by biological processes for the industrial production of target compounds. In this context, the implementation of anaplerotic reactions in the metabolism is of great interest, since those reactions allow both production of dicarboxylic acids and direct fixation of inorganic carbon. This work is about the development of a metabolic engineering strategy using inorganic carbon fixation reactions to produce malic acid, a compound with various industrial applications. The yeast Saccharomyces cerevisiae was chosen as a host for its convenient use in industrial processes and the availability of genetic tools. The approach developed to produce malic acid is based on the overexpression of Escherichia coli phosphoenolpyruvate carboxylase (PEPC), S. cerevisiae peroxysomale malate dehydrogenase relocated in the cytosol (MDH) and Schizosaccharomyces pombe dicarboxylic acid carrier. A recombinant yeast strain expressing those three genes was obtained and characterised in shake-flasks experiments, involving more specifically calcium carbonate as an inorganic carbon source. Those experiments showed an enhancement of the malate production in the presence of calcium carbonate and allowed to obtain a concentration of 2.5 g/L from 50 g/L glucose, for a maximal yield of 0.046 gram malate per gram glucose. Fermentation experiments were performed in a 5 L bioreactor in the presence of air or 5% CO2 enriched air; they confirmed the positive effect of inorganic carbon addition as CO2 on malate production. A malate concentration of 1.46 g/L from 50 g/L glucose was obtained, giving a yield of 0.029 gram malate per gram glucose. Intermediate recombinant strains expressing PEPC and MDH were also characterised, for ethanol production, as they seemed to give increased ethanol yields, probably due to a transhydrogenase effect. Shake flasks and bioreactors experiments did unfortunately not confirm the yield improvement
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Garnier, Jean-Marie. "Transport du carbone inorganique en solution : expérimentation et modélisation à différentes échelles (2.10⁻¹ , 10 et 10² à 10³ m)." Paris 11, 1988. http://www.theses.fr/1988PA112391.
Анотація:
Peut-on prévoir le déplacement de l'eau dans les aquifères à partir des espèces carbonées dissoutes? Répondre à cette question implique de préciser le comportement du carbone inorganique dissous dans son environnement. Pour ce faire, la technique du traçage (artificiel et naturel), principalement par les isotopes du carbone 13c et 14c, est utilisée à différentes échelles: décimétrique (colonne de matériau remanié); métrique (site expérimental sur l'aquifère de la craie semi-captif à Béthune, Pas de Calais); hectométrique, voire kilométrique (aquifères captifs dits de l'Astien (Hérault) et de l'ensemble sables de Bracheux-craie sous le marais de Sacy, Oise). Ces expériences mettent en évidence un retard des espèces carbonées vis-à-vis des autres traceurs utilisés. Le retard est lié à des interactions dont les caractéristiques permettent de proposer que le principal phénomène de rétention est un échange isotopique (voire un échange isotopique moléculaire) entre les espèces carbonées présentes dans la phase mobile et celles d'une phase immobile carbonée solide ou liquide. Dans certaines conditions sur le terrain, ces échanges échapperaient au contrôle effectué par les teneurs en l3c ce qui pourrait expliquer la faiblesse des âges radiométriques corrigés, principalement par ledit 13c, dans certains aquifères. Compte tenu des caractéristiques cinétiques de l'interaction, les modèles de transport mis au point simulent assez bien les distributions de temps de séjour et les retards observés lors des expériences de traçage artificiel. L'identification de la valeur des paramètres caractéristiques du transport avec interaction, connus ou inconnus par l'expérimentation, amène une discussion sur la validité des modèles employés. Dans le cas du traçage naturel par le radiocarbone dans les aquifères, la modélisation avec coefficient de retard donne une assez bonne approximation à l'ordre 1, qui devient parfois une condition nécessaire à l'application de la théorie du transport et à l'utilisation de la méthode radiométrique comme outil d'évaluation approchée du taux de renouvellement des eaux.
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Mariotti, Véronique. "Le cycle du carbone en climat glaciaire : état moyen et variabilité." Versailles-St Quentin en Yvelines, 2013. http://www.theses.fr/2013VERS0071.
Анотація:
Les variations du CO2 atmosphérique, de l’ordre de 100 ppm, entre glaciaire et interglaciaire, ainsi que celles du 14C, ne sont toujours pas bien comprises. C’est aussi le cas des variations de 20 ppm du CO2 associées à des évènements abrupts en climat glaciaire. En utilisant une approche combinant modèles et données, j’ai montré (1) que le mécanisme de plongée de la saumure - poches de sel rejetées lors de la formation de la banquise - autour de l’Antarctique, susceptible d’expliquer les variations du CO2 à l’échelle glaciaire-interglaciaire selon des études précédentes, permettait aussi d’expliquer le 14C, (2) qu’une oscillation de ce mécanisme pouvait être à l’origine des variations de 20 ppm du CO2 lors des évènements abrupts, (3) que la productivité marine était correctement simulée sur l’échelle glaciaire-interglaciaire et lors des événements abrupts et (4) que pour les deux types de variations, elle avait un rôle limité sur le CO2. Atmospheric CO2 variations, of around 100 ppm, between glacial and interglacial climates, and 14C variations, are not well understood. This is also the case for the 20 ppm variations of CO2 associated to abrupts events at glacial times. Combining both models and data, I have shown (1) that the sinking of brines mechanism - pockets of salt rejected by sea-ice formation - around Antarctica, likely able to explain glacial-interglacial CO2 variations according to previous studies, could also explain the 14C, (2) that an oscillation of this mechanism could also induce the 20 ppm variations of CO2, during abrupt events, (3) that marine productivity was correctly simulated on the glacial-interglacial time scale and during abrupts events and (4) that for both kinds of variations, it had a limited role on CO2
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Bouttes, Nathaëlle. "L’évolution du cycle du carbone au cours du Quaternaire." Paris 6, 2010. http://www.theses.fr/2010PA066376.
Анотація:
Durant les 2,6 derniers millions d'années (le Quaternaire), le climat de la Terre n'a cessé d'osciller entre un climat plus froid (période glaciaire) et un climat plus chaud (période interglaciaire). Pendant ces variations, appelées cycles glaciaires-interglaciaires, les carottes de glace venant d'Antarctique indiquent que les concentrations en CO2 dans l'atmosphère passent de valeurs faibles en période froide à des valeurs élevées en périodes chaudes. Cette évolution n'avait pour l'instant pas trouvé d'explication satisfaisante malgré de nombreuses hypothèses. Or comprendre les mécanismes à l'origine de ces variations est crucial pour connaître le système climatique et chercher à en anticiper les variations futures. A l'aide de modèles numériques de climat j'ai testé une nouvelle théorie basée sur une circulation océanique modifiée en période glaciaire. En période froide, alors que les calottes de glaces sont plus étendues, la formation de glace de mer devient plus importante. Celle-ci étant formée d'eau douce, le sel en excès est rejeté à la mer. De l'eau très salée et donc très dense est alors créée qui peut plonger dans l'océan profond. Le résultat en est un océan de fond plus dense en période glaciaire d'où un océan plus stratifié (fond dense et surface légère). Le mélange vertical est alors plus difficile et les échanges entre surface et fond sont réduits. Le fond de l'océan ainsi isolé constitue un réservoir important pouvant contenir le carbone qui n'est plus dans l'atmosphère. On peut ainsi expliquer la majorité de la baisse du CO2 atmosphérique en période glaciaire, ainsi que les changements de valeurs des isotopes du carbone dans l'océan et l'atmosphère.
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Halvick, Philippe. "Contribution théorique à l'étude de la dynamique des réactions indirectes du type A + BC → AB + C : application à l'étude de la réaction C(3P)+ NO (X2PI)→CN (X2sigma+) + O(3P)." Bordeaux 1, 1987. http://www.theses.fr/1987BOR10616.
Анотація:
Etude en 3 parties : 1-etude de la reaction c(3p) + no. 2- etude plus generale de l'effet de la topologie des surfaces de potentiel et des masses sur la distribution d'energie des produits de la reaction. 3- essai de determination des premieres surfaces de symetrie de 1er molecule cno
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Gillon, Marina. "Etude des modes d'acquisition de la signature isotopique en carbone des eaux souterraines et préservation du signal environnemental lors de la recharge des aquifères." Paris 11, 2008. http://www.theses.fr/2008PA112038.
Анотація:
La gestion des ressources en eau souterraine consiste en partie à l’estimation du temps de séjour de l’eau dans l’aquifère. La décroissance radioactive du 14C au cours du temps est une méthode couramment utilisée. Cependant, elle repose notamment sur l’estimation de l’activité 14C (A14C) initiale des eaux souterraines. L’eau se minéralise en carbone lors de son transfert à travers la zone non saturée (ZNS) par interaction avec le CO2 et la matrice carbonatée, interactions qui font l’objet de cette étude. Un équipement spécifique au prélèvement du gaz, de l’eau et de la matrice a été mis en place sur deux sites d’étude en France, les sables de Fontainebleau non carbonatés (Yvelines) et les sables astiens carbonatés (Hérault). Les mesures in-situ sont couplées à une approche numérique afin de mieux contraindre les différents facteurs à l’origine de la composition isotopique du CO2 à la base de la ZNS. En l’absence de carbonates, le 13C du CO2 dépend du 13C moyen du CO2 produit, des quantités de CO2 produit et du coefficient de diffusion du CO2. Les variations saisonnières du 13C du CO2 en sub-surface tendent à disparaître en profondeur. Avant 1950, l’A14C du CO2 peut être considérée égale à celle du CO2 atmosphérique. Après 1950, suite aux essais nucléaires atmosphériques, elle est intermédiaire entre celle du CO2 atmosphérique et celle de la matière organique à taux de renouvellement rapide. En présence de carbonates, le 13C du CO2 augmente (l’A14C diminue) avec la profondeur. Cette évolution dépend du flux de précipitation/dissolution des carbonates, des quantités de CO2 produit et du coefficient de diffusion du CO2 dans la ZNSThe management of groundwater needs the estimation of the water residence time in aquifers, that can be done through the measurement of 14C radioactive decay of the Total Dissolved Inorganic Carbon (TDIC). This approach requires the knowledge of the TDIC 14C initial activity in recharge water. The groundwater mineralisation occurs in the Unsaturated Zone (UZ), where water interacts with CO2 and carbonates (if existing). We focus here on these interactions between both CO2, TDIC and carbonates. Two UZ have been investigated in France: the carbonate-free Fontainebleau sands and the carbonated Astian sands. Each site is equipped with a specific and experimental equipment to collect groundwater, UZ water, gas and solid matrix (organic matter and carbonate). The field-data are completed by a numeric approach in order to evaluate the different factors that define the CO2 isotopic composition at the bottom of the UZ. The 13C of CO2 depends on the mean 13C of produced CO2, the amount of produced CO2 and the diffusion coefficient of CO2. Subsurface seasonal variations of 13C disappear with depth. Before 1950, the 14C activity of CO2 can be assumed equal to atmospheric 14C level. After 1950, due to the atmospheric nuclear test, it depends on 14C activity of young organic matter and atmospheric CO2. The presence of carbonates leads to a 13C-enrichment of and a 14C-depletion of CO2 with depth, depending on the carbonate precipitation/dissolution flux, the amount of produced CO2 and the diffusion coefficient of CO2
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Bertucci, Anthony. "Etudes moléculaire et physiologique des mécanismes permettant l'utilisation du carbone inorganique chez le corail Scléractiniaire Stylophora pistillata (Esper, 1797)." Thesis, Aix-Marseille 2, 2010. http://www.theses.fr/2010AIX22112/document.
Анотація:
La formation d’un squelette de CaCO3 par les coraux Scléractiniaires est à la base de l’édification des récifs coralliens. Nombre de ces coraux constructeurs de récif vivent en symbiose avec des Dinoflagellés photosynthétiques. Ces deux processus reposent sur le transport et l’utilisation de carbone inorganique (Ci) provenant de l’eau de mer pour la photosynthèse, et du métabolisme animal pour la calcification. Cette thèse s’est intéressée à l’étude moléculaire et physiologique des mécanismes, permettant l’utilisation de ce carbone inorganique.Malgré l’importance des transports de HCO3-, aucun transporteur n’a été caractérisé à cejour et leur implication dans la physiologie des coraux n’est que suggérée par la pharmacologie. Durant cette thèse nous avons cloné un gène codant pour un transporteur deHCO3- chez le corail Acropora sp. La conversion de ce HCO3- en CO2 pour la photosynthèse est facilitée par l’acidification de l’environnement proche du Dinoflagellé dans la cellule animale. Cette acidification est causée par une H+-ATPase de type P que nous avons caractérisée. Ce gène est le premier à montrer une expression dépendante de la vie en symbiose chez le symbiote.Nous avons aussi cloné et localisé deux anhydrases carboniques (AC). L’une impliquée dans la calcification et l’autre dans la régulation du pH intracellulaire et l’équilibre entre leCO2 et HCO3-. Une étude pharmacologique de ces deux AC, a identifié des molécules inhibitrices et activatrices qui ont permis des expériences de physiologie in vivo. Celles-ci permettent une analyse plus discriminante du rôle des AC dans la calcificationCoral reefs edification is based on the formation of a calcium carbonate skeleton byscleractinian corals. Many of these reef-building corals establish a symbiotic association with photosynthetic Dinoflagellates. Both processes involve the transport and utilization of inorganic carbon (Ci) coming from seawater for photosynthesis, and from animal metabolismfor calcification. This work focused on the molecular and physiological study of poorlyknown mechanisms that allow the utilization of Ci.Despite the importance of bicarbonate transport, no transporter has been characterized and their role in coral physiology is only suggested by pharmacological experiments. We have cloned a gene encoding a bicarbonate transporter in the coral Acropora sp. The conversion of this bicarbonate into CO2 for photosynthesis is mediated by the acidification of the are asurrounding the Dinoflagellate in the animal cell. This is performed by a P type H+-ATPasethat we characterized here. This is the first gene with a symbiosis-dependent expression in the symbiont.This work also allowed the cloning and the localization of two carbonic anhydrases (CA).The first one is involved in calcification, the second one plays a role in the intracellular pHregulation and the CO2 / HCO3- equilibrium. A pharmacological study of these two enzymes identified inhibitor and activator compounds that have been then used in physiology experiments. This last approach represents a more accurate study of the role of CAs incalcification
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Suan, Guillaume. "Changements climatiques, cycle du carbone et production carbonatée au Pliensbachien-Toarcien." Lyon 1, 2008. http://www.theses.fr/2008LYO10194.
Анотація:
Les relations entre changements climatiques, variations du cycle du carbone et production carbonatée au cours du Pliensbachien et du Toarcien sont étudiées à partir de données géochimiques, sédimentologiques et paléontologiques acquises au Portugal, en Italie et en Sibérie du Nord. La reconstitution des températures marines à partir de l’analyse des rapports isotopiques de l’oxygène de coquilles de brachiopodes révèle des phases successives et marquées de refroidissement et de réchauffement. L’étude des nannofossiles calcaires et des teneurs en carbonates indiquent que les périodes de réchauffement correspondent à des crises drastiques de la production carbonatée et d’extinction, à la fois dans les domaines néritiques et pélagiques. Les fluctuations d’ampleur globale des rapports isotopiques du carbone indiquent un contrôle probable de ces phases de réchauffement par des variations de la teneur en CO2 atmosphérique, certainement causées par des phases de volcanismes intense en Afrique du Sud et en AntarctiqueThe relationships between changes in climate, carbon cycling and carbonate production in the Pliensbachian-Toarcian are investigated using geochemical, sedimentological and paleontological data acquired in Portugal, Italy and northern Siberia. Reconstructions of seawater temperatures inferred from the oxygen isotope composition of brachiopod shells reveal successive and marked cooling and warming episodes. The analysis of calcareous nannofossils and carbonate contents indicate that warming episodes corresponded to drastic carbonate production decline and extinction in both neritic and pelagic settings. Global variations in carbon isotope ratios indicate that warming events were probably controlled by atmospheric CO2 concentrations, likely caused by episodes of intense volcanism in South Africa and in Antarctica
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Racapé, Virginie. "Étude de la distribution du δ13CDIC dans l’océan et évaluation de la composante anthropique du CO2". Paris 6, 2013. http://www.theses.fr/2013PA066791.
Анотація:
La composition en isotopes stables du carbone inorganique dissous (δ13CDIC) dans l’océan est un traceur semi-conservatif utile pour étudier le cycle du carbone, sa composante anthropique ou encore la paléo-circulation. La distribution moyenne annuelle de ce traceur est relativement bien documentée depuis la surface jusqu’au fond, mais sa variabilité temporelle nécessite d’être complétée. Basée sur de nouvelles observations acquises dès la fin des années 90 et jusqu’en 2012, cette étude décrit et interprète la variabilité saisonnière, interannuelle à décennale du δ13CDIC dans trois régions océaniques: le gyre subpolaire Nord-Atlantique (NASPG), le golfe de Guinée et les secteurs Sud-Ouest et Austral de l’océan Indien. Dans les eaux de surface de ces régions, l’amplitude saisonnière du δ13CDIC varie de 0‰ à 1‰ et reflète le bilan local entre l’activité biologique et la dynamique océanique. Négligeables sur un court terme, les échanges air-mer de CO2 incluent une contribution anthropique importante qui modifie le δ13CDIC à plus long terme, mais qui peut être masquée (océan Indien) ou amplifiée (NASPG) par la variabilité naturelle. Pour les études globales du carbone, la diminution du δ13CDIC liée à la pénétration du carbone anthropique (Cant) dans les eaux de surface, connue sous le terme d’effet Suess océanique, apporte une contrainte supplémentaire pour mieux séparer cette variabilité naturelle du signal anthropique. Basés sur un modèle de régression linéaire multiple étendue (eMLR), l’effet Suess océanique et l’accumulation du carbone anthropique ont été conjointement évalués dans deux des régions clés pour le stockage du Cant : le NASPG et le Sud-Ouest de l’océan Indien. Dans le NASPG, les résultats révèlent un changement anthropique de -0. 013‰ (µmol kg-1)-1 qui confirme le faible renouvellement des eaux denses de la Mer du Labrador depuis le début des années 90. Dans l’océan Indien, ce changement anthropique, de l’ordre de -0. 021‰ (µmol kg-1)-1 met en évidence la stabilité du temps de résidence des eaux de surface de la région. Ces résultats ont été comparés au modèle NEMO-PISCES de l’IPSL. Bien que le cycle saisonnier du δ13CDIC soit largement sous-estimé par le modèle dans certaines régions océaniques (2 à 3 fois), l’évaluation du signal anthropique est comparable aux résultats obtenus dans cette étudeThe isotopic composition of dissolved inorganic carbon (δ13CDIC) in the ocean is a useful semi-conservative tracer of the carbon cycle to study the anthropogenic CO2 component and paleo-circulation. The mean annual large scale distribution of this tracer is now relatively well documented in surface and at depth, but the temporal variability still needs to be completed. Based on new observations collected since the end of 90s until 2012, this study describes and interprets the seasonal, interannual to decadal variability of the δ13CDIC in three oceanic regions: the North-Atlantic subpolar gyre (NASPG), the gulf of Guinea and the Southwestern and Southern Indian Ocean. In the surface waters of these regions, the δ13CDIC seasonal amplitude varies from 0‰ to 1‰ and depends on the local balance between the biological activity and the ocean dynamics. Negligible in the short-term, the air-sea CO2 exchange includes a large anthropogenic contribution that changes the δ13CDIC in the long term, but could be masked (Indian ocean) or increased (NASPG) by the natural variability. For the global carbon budget, the decrease in δ13CDIC due to the anthropogenic carbon (Cant) uptake in the surface ocean, the so-called oceanic 13C Suess effect, provides additional information to better discriminate the natural variability from the anthropogenic signal. Based on the extended multi-linear regression (eMLR), the oceanic 13C Suess effect and the anthropogenic DIC changes have been estimated together in key regions for the Cant storage: the NASPG and the Southwestern Indian Ocean. These results revealed an anthropogenic change around -0. 013‰ (µmol kg-1)-1 in NASPG, which attests to the low renewal of the Labrador sea-water since the beginning of 90s. In the Indian Ocean, the anthropogenic carbon change, around -0. 021‰ (µmol kg-1)-1, highlights a steady residence time of surface waters. These results are compared to NEMO-PISCES model of IPSL. The δ13CDIC seasonal cycle is under-estimated 2 or 3 times by the model but the anthropogenic signal evaluation is comparable to the direct estimations obtained by this study
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Amiotte, Suchet Philippe. "Cycle du carbone, érosion chimique des continents et transferts vers les océans /." Strasbourg : Université Louis Pasteur, Institut de géologie : Centre de Géochimie de la surface, CNRS, 1995. http://catalogue.bnf.fr/ark:/12148/cb35839549z.
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Cadule, Patricia. "Modélisation des interactions entre le système climatique et le cycle du carbone." Paris 6, 2009. http://www.theses.fr/2009PA066142.
Анотація:
L'objectif principal de cette thèse est d'étudier l’évolution des échanges de carbone entre l’atmosphère, la biosphère terrestre et l’océan depuis la période pré-industrielle. Nous avons pour cela développé le modèle climat-carbone IPSLCM4-LOOP qui repose sur le couplage entre le Modèle de Circulation Générale Océan-Atmopshère de l’IPSL et les modèles de cycle du carbone, ORCHIDEE pour la biosphère terrestre et PISCES pour la biogéochimie marine. IPSL-CM4-LOOP a permis d’étudier la sensibilité des échanges de carbone entre l’atmosphère, la biosphère terrestre et l’océan, à différents forçages radiatifs et différentes vitesses de perturbation du système. Les études menées au cours de cette thèse ont permis mieux comprendre les interactions entre le système climatique perturbé par l’homme et le cycle du carbone. Nous avons montré que le cycle du carbone répond de façon non uniforme dans le temps et dans l’espace à la perturbation climatique, indiquant que les scénarios futurs de mitigation doivent impérativement prendre en compte les rétroactions complexes entre le système climatique et les cycles biogéochimiques.
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Mihalopoulos, Nikolaos. "Contribution à l'étude du cycle biogéochimique de l'oxysulfure de carbone dans l'atmosphérique." Paris 7, 1989. http://www.theses.fr/1989PA077162.
Анотація:
L'oxysulfure de carbone a un role tres important dans la chimie de l'atmosphere. Cependant il peut exister un desequilibre entre l'intensite de ses sources et de ses puits. On determine la source oceanique du sulfure de carbone et son nettoyage atmospherique par les pluies et la vegetation
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Amiotte, Suchet Philippe. "Cycle du carbone, erosion chimique des continents et transferts vers les oceans." Université Louis Pasteur (Strasbourg) (1971-2008), 1994. http://www.theses.fr/1994STR13061.
Анотація:
L'alteration chimique des roches est essentiellement le fait de l'attaque des mineraux par l'acide carbonique issu du co#2 atmospherique, via la photosynthese puis la degradation de la matiere organique dans les sols. Ce co#2 dissous, implique dans les reactions d'alteration, est ensuite transporte en solution, principalement sous forme d'ions bicarbonates, par les fleuves vers les oceans. Pour estimer la quantite de co#2 consomme par erosion chimique des roches sur les continents, deux modeles sont developpes dans ce travail. Le premier est un modele geochimique de decomposition des flux d'elements majeurs exportes en solution par les fleuves (modele mega, major element geochemical approach). Le second (gem-co#2 global erosion model) est base sur un ensemble de relations empiriques entre le flux de co#2 consomme et le drainage pour les principaux types de roche affleurant a la surface des continents. Ce modele permet de simuler l'intensite et la distribution spatiale des flux de co#2 consommes sur l'ensemble des continents. Le bilan de la consommation de co#2 a l'echelle globale a ete etabli en utilisant ces deux approches. Les estimations varient ainsi de 19,6 10#1#2 moles/an a 24,5 10#1#2 moles/an. Le modele gem-co#2 montre que 72% de cette consommation de co#2 se fait dans l'hemisphere nord, durant les mois de juin a septembre et decembre a mars. Les bilans des flux moyens mensuels et annuels de co#2 consommes par l'alteration de chaque continent et exportes vers chaque ocean sont etablis a l'aide de gem-co#2. Les variations saisonnieres et interannuelles de la consommation de co#2 sont etudiees sur les bassins de la garonne, de l'oubangui et du congo. Enfin, on etudie l'influence des precipitations acides sur la consommation de co#2. Localement, celles-ci peuvent provoquer une diminution de plus de 50% de la consommation de co#2. Par contre, a l'echelle globale, cette diminution reste faible
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Friedlingstein, Pierre. "Modélisation du cycle du carbone biosphérique et étude du couplage biosphère-atmosphère." Doctoral thesis, Universite Libre de Bruxelles, 1995. http://hdl.handle.net/2013/ULB-DIPOT:oai:dipot.ulb.ac.be:2013/212604.
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Garnier, Matthieu. "Allocation du carbone et métabolisme azoté chez l’haptophyte Tisochrysis lutea." Nantes, 2016. https://archive.bu.univ-nantes.fr/pollux/show/show?id=014f2bc2-0d6e-41d6-af47-3bbc37ce8987.
Анотація:
L’objectif de cette thèse est d’identifier les mécanismes moléculaires impliqués dans la réponse à la limitation azotée et dans l’accumulation des lipides chez la microalgue haptophyte Tisochrysis lutea. La souche sauvage et une souche mutante hyper-lipidique ont été cultivées dans différentes conditions de nutrition azotée, et analysées par des approches de génomique fonctionnelle. Quatre transporteurs d’azote à haute affinité (Nrt2) ont été identifiés et caractérisés pour comprendre les mécanismes impliqués dans l’absorption minérale chez cette espèce. Les transcriptomes des deux souches ont été séquencés et les protéines affectées par la carence azotée et différentiellement exprimées entre les deux souches ont été identifiées. Les résultats permettent d’identifier des fonctions régulées lors de la carence azotée et potentiellement impliquées dans l’accumulation des lipides de réserve. La réponse de chacune des deux souches à des fluctuations fines de limitation azotée a été étudiée. Les résultats d’analyses protéomiques haut débit suggèrent que la suraccumulation lipidique dans la souche mutante est la conséquence d’un métabolisme du carbone globalement impacté, ceci sous l’impulsion de mécanismes de signalisation encore mal définis. Deux protéines ont été étudiées plus spécifiquement car vraisemblablement impliquées dans la remobilisation du carbone et de l’azote issus des acides aminés lors de la limitation azotée. L’ensemble de ce travail permet d’abonder les connaissances sur les haptophytes et de formuler des hypothèses sur les clés métaboliques impliquées dans la limitation azotée et l’allocation du carbone chez les microalguesThe aim of this thesis is to improve knowledge on mechanisms involved in the response to nitrogen limitation and in lipid accumulation in the microalgae haptophyte Tisochrysis lutea. The wild type strain and a lipid accumulating mutant strain were grown under different nitrogen limitation and starvation and analyzed by functional genomics. Four genes of high-affinity nitrate/nitrite transporter (Nrt2) were identified and characterized to reveal the mechanisms involved in mineral absorption in this species. Transcriptomes of both strains were sequenced and proteins affected by nitrogen starvation and differentially expressed between the two strains were identified. We so identified the functions regulated by nitrogen deficiency and potentially involved in the accumulation of storage lipids. The responses of both strains to thin variations of nitrogen limitation were studied. The results of high-throughput proteomic analyzes suggest that the lipid-accumulation in the mutant strain is the result of carbon metabolism impacted overall, this spurred on signaling mechanisms. Two proteins have been studied since probably involved in carbon and nitrogen remobilization from amino acids catabolism during nitrogen limitation. This work increases knowledge on haptophytes, and brings assumptions on metabolic key involved in nitrogen limitation and carbon allocation in microalgae
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Sellin, Murielle. "Complexes octaédriques du fer porteurs de deux ligands alcoxycarbonyle, alkyloxalyl, acétyle ou pyruvoyle : couplage carbone-carbone et isomérie chaîne-cycle." Brest, 1995. http://www.theses.fr/1995BRES2026.
Анотація:
Un processus d'elimination reductrice de molecules organiques dicarbonylees par couplage carbone(alpha)-carbone(beta) est mis en evidence a partir de complexes fe(x)(y)(co)#3l avec x = coco#2me, cocome ; y = co#2me, come et l = co,p(oet)#3, pph#3, pme#3. Lorsque l est un carbonyle terminal, ce processus est concurrence par la decarbonylation du ligand dicarbonyle x mais il est favorise par l'augmentation du caractere sigma-donneur des ligands se couplant. Le couplage carbone-carbone est cependant le seul processus observe apres enrichissement electronique du centre metallique (substitution d'un carbonyle par p(oet)#3, pph#3 ou pme#3). Toutefois, contrairement aux precedents, le complexe fe(cocome)(co#2me)(co)#4, un metalla-gamma-ceto-ester, donne lieu a une isomerie chaine-cycle, jusqu'ici uniquement observee a partir d'homologues organiques. Les carbonyles terminaux de ces complexes possedent en outre un caractere electrophile suffisament fort pour subir l'addition de nucleophiles tels que celle d'alcool (responsable de l'echange alcoxy/alcool) ou d'alcoolate (conduisant a des complexes anioniques trifonctionnalises fe(co#2r)(x)(y)(co)#3l
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Piccoli, Francesca. "High-pressure carbonation : a petrological and geochemical study of carbonated metasomatic rocks from Alpine Corsica." Thesis, Paris 6, 2017. http://www.theses.fr/2017PA066448/document.
Анотація:
Le cycle global du carbone est fortement lié au bilan entre l’enfouissement en profondeur du carbone dans les zones de subduction, et les émissions de CO2 dans l'atmosphère par dégazage volcanique et métamorphique. Dans la zone d’avant arc (75-100 km en profondeur), les réactions de volatilisation et la dissolution des carbonates induite par l'infiltration des fluides aqueux sont les processus à l'origine de la production de fluides de composition C-O-H. Le carbone initialement piégé sous forme minéral dans les roches peut donc être mobilisé et transporté par ces fluides vers le manteau ou la croûte lithosphérique. Des estimations récentes prévoient que, compte tenu de l'ensemble des processus qui ont lieu dans les zones de subduction (volatilisation, dissolution, mais aussi bien le magmatisme et la formation de diapirs de metasediments), presque la totalité du carbone enfoui serait mobilisé et transféré en phase fluide dans la croûte ou dans le manteau.La percolation de fluides COH à travers des roches de la plaque plongeante et du manteau n'est pas seulement critique pour le recyclage du carbone, mais elle joue aussi en rôle sur le contrôle de l'état d’oxydoréduction du manteau, sur la mobilisation des éléments non volatils, ainsi que sur la rhéologie de ces roches. Cependant, les connaissances sur l'évolution de ces fluides à hautes pressions sont très limitées. Cette étude est centrée sur la caractérisation pétrologique, géochimique et isotopique des échantillons naturels de roches métasomatiques carbonatées de l'unité en facies lawsonite-eclogite de la Corse Alpine (France). Ces roches métasomatiques se localisent sur plusieurs kilomètres le long des contacts lithosphériques majeurs hérités de la plaque océanique subductée, et peuvent révéler des informations importantes sur l'évolution des fluides COH en condition de haute pression pendant la subduction. Dans ce travail, il sera démontré que l'interaction des fluides COH avec des roches silicatées à hautes pressions (entre 2-2.3 GPa et 490-530 ° C) peut causer la dissolution des silicates et la précipitation de carbonates, processus défini comme carbonatation à haute pression. Une caractérisation pétrologique et géochimique détaillée des échantillons, couplée à une étude systématique des isotopes de l'oxygène, du carbone et du strontium-néodyme sera utilisée pour déduire la composition et l'origine multi-source des fluides impliqués. Les implications géochimiques des interactions fluide-roche seront quantifiées par des calculs de bilan de masse et de flux de fluides intégrés dans le temps. Cette étude met en évidence l'importance de la remonté des fluides COH le long des gradients en pression et température pour le stockage du carbone dans les zones de subductionThe balance between the carbon input in subduction zone, mainly by carbonate mineral-bearing rock subduction, and the output of CO2 to the atmosphere by volcanic and metamorphic degassing is critical to the carbon cycle. At fore arc-subarc conditions (75-100 km), carbon is thought to be released from the subducting rocks by devolatilization reactions and by fluid-induced dissolution of carbonate minerals. All together, devolatilization, dissolution, coupled with other processes like decarbonation melting and diapirism, are thought to be responsible for the complete transfer of the subducted carbon into the crust and lithospheric mantle during subduction metamorphism. Carbon-bearing fluids will form after devolatilization and dissolution reactions. The percolation of these fluids through the slab- and mantle-forming rocks is not only critical to carbon cycling, but also for non-volatile element mass transfer, slab and mantle RedOx conditions, as well as slab- and mantle-rock rheology. The evolution of such fluids through interactions with rocks at high-pressure conditions is, however, poorly constrained. This study focuses on the petrological, geochemical and isotopic characteristic of carbonated-metasomatic rocks from the lawsonite-eclogite unit in Alpine Corsica (France). The study rocks are found along major, inherited lithospheric lithological boundaries of the subducted oceanic-to-transitional plate and can inform on the evolution of carbon-bearing high-pressure fluids during subduction. In this work, it will be demonstrated that the interaction of carbon-bearing fluids with slab lithologies can lead to high-pressure carbonation (modeled conditions: 2 to 2.3 GPa and 490-530°C), characterized by silicate dissolution and Ca-carbonate mineral precipitation. A detailed petrological and geochemical characterization of selected samples, coupled with oxygen, carbon and strontium, neodymium isotopic systematic will be used to infer composition and multi-source origin of the fluids involved. Geochemical fluid-rock interactions will be quantified by mass balance and time-integrated fluid fluxes estimations. This study highlights the importance of carbonate-bearing fluids decompressing along down-T paths, such as along slab-parallel lithological boundaries, for the sequestration of carbon in subduction zones. Moreover, rock-carbonation by fluid-rock interactions may have an important impact on the residence time of carbon and oxygen in subduction zones and lithospheric mantle reservoirs as well as carbonate isotopic signatures in subduction zones. Lastly, carbonation may modulate the emission of CO2 at volcanic arcs over geological time scales
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Maffre, Pierre. "Interactions entre tectonique, érosion, altération des roches silicatées et climat à l'échelle des temps géologiques : rôle des chaînes de montagnes." Thesis, Toulouse 3, 2018. http://www.theses.fr/2018TOU30287.
Анотація:
Cette thèse explore l'influence des orogenèses sur le climat de la Terre à travers l'étude quantitative des interactions entre dynamique climatique, érosion des continents, taux d'altération chimique des roches silicatées et cycle géologique du carbone. Le premier chapitre détaille les mécanismes par lesquels les reliefs affectent la circulation atmosphérique et océanique, l'emphase est mise sur la circulation thermohaline. Le second chapitre compare les effets des changements de dynamique climatique et d'érosion liés à la présence de montagnes sur l'altérabilité des continents. Le troisième chapitre développe un modèle dynamique de régolithe applicable à l'échelle globale et étudie son comportement en régime transitoire, ainsi que la réponse du cycle du carbone à un dégazage de CO2. Enfin, le quatrième chapitre s'attache à modéliser le cycle isotopique continental du lithium, potentiel traceur de l'altération dans le passé de la Terre. Ce modèle est appliqué au cas du bassin amazonienThis thesis explores how orogenies may affect the Earth climate through the quantification of the interactions between climate dynamics, continental erosion, silicate rock weathering rate and geological carbon cycle. The first chapter describes the mechanisms linking the continental topography and its impacts on the atmospheric and oceanic circulations, with emphasis on the thermohaline circulation. The second chapter compares the effects on continental weatherability of climate dynamics and erosional changes related to the presence of mountains. The third chapter describes a dynamic model of regolith designed for global scale simulations, and describes its transient behavior, as well as its response to a CO2 degassing. Finally, the last chapter presents a numerical model of the continental isotopic cycle of lithium, so that its reliability as a proxy of the past weathering can be tested. The model explores the case study of the Amazon lithium cycle
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Paris, Guillaume. "Réponses du système Terre aux perturbations géologiques du cycle du carbone. Isotopes du carbone, modelisation et apport des isotopes du bore." Phd thesis, Institut de physique du globe de paris - IPGP, 2009. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00655630.
Анотація:
L'étude des perturbations géologiques du cycle du carbone permet d'améliorer la compréhension du cycle moderne du carbone et de mieux appréhender les effets des perturbations de la teneur en CO2 atmosphérique. En particulier, les crises géologiques fournissent un objet d'étude permettant de mieux connaître les capacités de réactions de l'environnement en situation de stress. Nous avons étudié la crise de la limite Trias‐Jurassique (TJ) selon une approche combinée entre modélisation et étude multi‐traceur centrée sur les isotopes du carbone de la matière organique et des carbonates. La limite TJ est caractérisée dans les coupes téthysiennes par la succession de deux excursions négatives de la composition isotopique du carbone organique. La première est associée à une extinction de masse et une crise de la production carbonatée. Nous montrons grâce au modèle GEOCLIM que la mise en place de la Province Magmatique de l'Atlantique Central (CAMP) a pu engendrer la crise de la production carbonatée en prenant en compte les observations selon lesquelles cette mise en place s'est faite sous forme de pulses intenses (<400 ans). L'émission de carbone mantellique léger (<‐20‰), si son existence est confirmée, permet d'expliquer cette première excursion isotopique. L'analyse des isotopes du carbone et de l'azote de coupes anglaises et autrichiennes a permis de caractériser les conséquences locales des perturbations globales de la transition du Trias vers le Jurassique (mise en place de la CAMP et variations du niveau marin) et les difficultés de récupération de la pompe biologique dans des bassins perturbés par une forte production primaire procaryote. La composition isotopique du bore (δ11B) des carbonates fournit un outil supplémentaire pour de telles études car elle permet de reconstituer le pH océanique. Cependant, les disparités analytiques entre laboratoire induisent une grande confusion dans l'utilisation de cet outil. Nous proposons ici une méthode d'injection facilitant l'analyse de ces isotopes sur MC‐ICP‐MS et l'appliquons à l'étude de carbonates du Jurassique moyen pour mieux comprendre les causes et conséquence de la crise de la sédimentation carbonatée qui a alors lieu. Nous restons cependant limités dans nos conclusions car le pH déduit des valeurs du δ11B des carbonates dépend également des valeurs du δ11B océanique. Nous avons initié la reconstruction de cette courbe en mesurant les valeurs du δ11B de halites ayant enregistré les valeurs de l'eau de mer. Nous montrons que des variations notables existent, cohérentes avec les paramètres de la géodynamique. Les différentes approches que nous proposons dans ce travail mettent en évidence l'intérêt des approches multi‐traceurs et multidisciplinaires et ouvrent la voie à de nouvelles considérations sur les contrôles de la pCO2 atmosphérique et de la chimie océanique.
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Paris, Guillaume. "Réponses du système Terre aux pertubations géologiques du cycle du carbone : isotopes du carbone, modélisation et apport des isotopes du bore." Paris, Institut de physique du globe, 2009. http://www.theses.fr/2009GLOB0017.
Анотація:
L'étude des perturbations géologiques du cycle du carbone permet d'améliorer la compréhension du cycle moderne du carbone et de mieux appréhender les effets des perturbations de la teneur en CO2 atmosphérique. En particulier, les crises géologiques fournissent un objet d'étude permettant de mieux connaître les capacités de réactions de l'environnement en situation de stress. Nous avons étudié la crise de la limite Trias‐Jurassique (TJ) selon une approche combinée entre modélisation et étude multi‐traceur centrée sur les isotopes du carbone de la matière organique et des carbonates. La limite TJ est caractérisée dans les coupes téthysiennes par la succession de deux excursions négatives de la composition isotopique du carbone organique. La première est associée à une extinction de masse et une crise de la production carbonatée. Nous montrons grâce au modèle GEOCLIM que la mise en place de la Province Magmatique de l'Atlantique Central (CAMP) a pu engendrer la crise de la production carbonatée en prenant en compte les observations selon lesquelles cette mise en place s'est faite sous forme de pulses intenses (<400 ans). L'émission de carbone mantellique léger (<‐20‰), si son existence est confirmée, permet d'expliquer cette première excursion isotopique. L'analyse des isotopes du carbone et de l'azote de coupes anglaises et autrichiennes a permis de caractériser les conséquences locales des perturbations globales de la transition du Trias vers le Jurassique (mise en place de la CAMP et variations du niveau marin) et les difficultés de récupération de la pompe biologique dans des bassins perturbés par une forte production primaire procaryote. La composition isotopique du bore (δ11B) des carbonates fournit un outil supplémentaire pour de telles études car elle permet de reconstituer le pH océanique. Cependant, les disparités analytiques entre laboratoire induisent une grande confusion dans l'utilisation de cet outil. Nous proposons ici une méthode d'injection facilitant l'analyse de ces isotopes sur MC‐ICP‐MS et l'appliquons à l'étude de carbonates du Jurassique moyen pour mieux comprendre les causes et conséquence de la crise de la sédimentation carbonatée qui a alors lieu. Nous restons cependant limités dans nos conclusions car le pH déduit des valeurs du δ11B des carbonates dépend également des valeurs du δ11B océanique. Nous avons initié la reconstruction de cette courbe en mesurant les valeurs du δ11B de halites ayant enregistré les valeurs de l'eau de mer. Nous montrons que des variations notables existent, cohérentes avec les paramètres de la géodynamique. Les différentes approches que nous proposons dans ce travail mettent en évidence l'intérêt des approches multi‐traceurs et multidisciplinaires et ouvrent la voie à de nouvelles considérations sur les contrôles de la pCO2 atmosphérique et de la chimie océaniqueStudying geological carbon cycle disruption helps to further understand modern carbon cycle and to better apprehend the consequences of the current increase in atmospheric CO2. Specifically, geological crisis highlight the reaction ability of the environment to stressful situation. We used a multi‐proxy approach to study the Triassic‐Jurassic (TJ) boundary events. This transition period is characterized by a succession of two carbon isotopes negative excursions (CINEs) in sections from Tethyan realm. Through GEOCLIM modeling, we show that the Central Atlantic Magmatic Province (CAMP) likely generated the carbonate production crisis observed during the first CINE provided that emplacement is modeled as a succession of intense short‐lived pulses (<400y) as suggested by recent studies. If emitted mantellic carbon is isotopically light (<‐20‰), CAMP emplacement also generated the first CINE. We investigated British and Austrian sections through carbon and nitrogen isotopes for local consequences of global TJ transition events (CAMP emplacement and sea level variations). We showed that the biological pump is perturbated by eutrophication and blooms of prokaryotic organisms. A supplementary tool is provided by boron isotopic composition (δ11B) of carbonates that record seawater pH. However, inter‐laboratory discrepancies prevent this tool from being broadly used. Here, we present a recently developed injection device for boron isotopes analysis on MC‐ICP‐ MS and use it for studying boron isotopes on Middle Jurassic limestones during a time of carbonate production perturbation. Nevertheless, we remain speculative in our interpretation for carbonate δ11B values record both seawater pH and δ11B values. As a consequence, we initiated the reconstruction of Phanerozoic seawater δ11B values by measuring δ11B values in marine halites. The reconstructed values exhibit clear variations through time that are related to geodynamic parameters. This study underlines the necessity for multi‐proxy approach to bring new light on atmospheric pCO2 and seawater chemical composition
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Maisongrande, Philippe. "Modélisation du cycle du carbone dans la biosphère terrestre : intégration de données satellitaires." Toulouse, INPT, 1996. http://www.theses.fr/1996INPT131H.
Анотація:
Le travail presente s'inscrit dans le cadre du projet europeen escoba (european study of carbon in the ocean, biosphere and atmosphere) dont le but est de comprendre et modeliser le cycle global du carbone et ses perturbations par les activites humaines et le climat. Au sein de la composante biosphere terrestre de ce projet, l'etude que nous presentons a pour objectif la mise au point d'une modelisation diagnostique des flux de co#2 a l'interface biosphere terrestre/atmosphere. La biosphere terrestre influence le cycle global du carbone par le biais de la pne (productivite nette des ecosystemes) qui resulte du bilan entre la productivite primaire nette (ppn) des vegetaux et les flux de respiration heterotrophe (rh) issus du sol. Dans un premier temps, plusieurs annees d'indices de vegetations globaux (gvi) satellitaires sont integrees dans une modelisations de la ppn basee sur l'approche parametrique de kumar et monteith (1981). Cette etude pluriannelle met en evidence la sensibilite du modele aux evenements climatiques de type el nino. Un effort particulier a ete porte sur la qualite du signal satellitaire, a laquelle les estimations sont tres sensibles. En effet, une erreur de 1% sur l'indice de vegetation entraine une variation d'environ 1. 5% de la ppn estimee, soit 10#1#5g carbone/an. Pour l'annee 1990, nous avons calcule la pne en couplant une rh fonction exponentielle de la temperature (modele en q#1#0, heimann et al. 1989) au modele de ppn. Si les flux nets obtenus sont qualitativement coherents au signal co2 atmospherique mesure, le transport atmospherique revele le manque de precision du bilan global estime. Dans une approche inverse, un ajustement zonal des parametres de la rh est alors applique de facon a reproduire la pne evaluee par un modele de transport atmospherique bi-dimensionnel inverse. Ces flux utilises comme reference deconvoluent les composantes terrestres et oceaniques du signal (ciais et al. , 1995) a partir de la composition isotopique de l'atmosphere. Les resultats de cette inversion font etat de parametres d'ajustement compatibles avec des valeurs communement admises. Cependant, differentes parametrisations de la rh pour un meme bilan carbone induisent un doute quant a la capacite du transport atmospherique seul a apporter des contraintes suffisantes pour valider simultanement les modeles de ppn et de rh. En effet, cet outils indispensable ne dispense probablement pas d'une confrontation des modeles aux mesures de terrain, ni d'une amelioration du formalisme de la rh.
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Barral, Cuesta Abel. "The carbon isotope composition of the fossil conifer Frenelopsis as a proxy for reconstructing Cretaceous atmospheric CO2." Thesis, Lyon, 2016. http://www.theses.fr/2016LYSE1148.
Анотація:
Le Crétacé a été une période d'instabilité climatique et du cycle du carbone, dont le CO2 atmosphérique a été désigné comme le driver majeur. Cependant, les reconstitutions du CO2 atmosphérique ne reflètent ni les dynamiques climatiques ni les grands évènements de perturbation du cycle du carbone décrits pour cette période. J'ai utilisé la composition isotopique de carbone de la plante fossile Frenelopsis (d13Cleaf) comme un nouvel proxy pour reconstituer le CO2 atmosphérique du Crétacé en termes de composition isotopique de carbone (d13CCO2) et de concentration (pCO2). La première courbe de d13CCO2 pour toute la durée du Crétacé a été construite à partir du d13C des carbonates marins. Sa comparaison avec des estimations de d13CCO2 à partir du d13Cleaf a révélé que les modèles développés jusqu'à maintenant ont une tendance à exagérer les valeurs de d13CCO2. Des estimations du fractionnement isotopique du carbone issu par des plantes (13Cleaf) obtenues à partir des nouvelles données d e d13Cleaf et d13CCO2 ont permis de reconstituer l'évolution à grande échelle de la pCO2. Ces résultats indiquent que le CO2 a probablement été une conséquence à long terme du changement climatique durant le Crétacé. Des cycles de d13CCO2 de ~1.2, ~2.1, ~5.4 et ~10.2 Ma ont été détectés, synchrones à ceux du niveau de la mer et à la cyclicité des paramètres de l'orbite terrestre décrits pour le Mésozoïque. Mes résultats fournissent une nouvelle perspective du système climatique et du cycle du carbone du Crétacé, dominés principalement par les paramètres orbitaux de la Terre et secondairement par des évènements catastrophiques de libération de CO2 d'origine volcanique dans l'atmosphèreThe Cretaceous was a period characterized by strongly marked climate change and major carbon cycle instability. Atmospheric CO2 has repeatedly been pointed out as a major agent involved in these changing conditions during the period. However, long-term trends in CO2 described for the Cretaceous are not consistent with those of temperature and the large disturbance events of the carbon cycle described for the period. This raises a double question of whether descriptions of the long-term evolution of atmospheric CO2 made so far are accurate or, if so, atmospheric CO2 was actually a major driver of carbon cycle and climate dynamics as usually stated. In this thesis the close relationship between the carbon isotope composition of plants and atmospheric CO2 is used to address this question. Based on its ecological significance, distribution, morphological features and its excellent preservation, the fossil conifer genus Frenelopsis is proposed as a new plant proxy for climate reconstructions during the Cretaceous. The capacity of carbon isotope compositions of Frenelopsis leaves (d13Cleaf) to reconstruct past atmospheric CO2, with regards to both carbon isotope composition (d13CCO2) and concentration (pCO2), is tested based on materials coming from twelve Cretaceous episodes. To provide a framework to test the capacity of d13Cleaf to reconstruct d13CCO2 and allowing for climate estimates from carbon isotope discrimination by plants (?13Cleaf), a new d13CCO2 curve for the Cretaceous based on carbon isotope compositions of marine carbonates has been constructed. Comparison with d13Cleaf-based d13CCO2 estimates reveals that although d13CCO2 and d13Cleaf values follow consistent trends, models developed so far to estimate d13CCO2 from d13Cleaf tend to exaggerate d13CCO2 trends because of assuming a linear relationship between both values. However, given the hyperbolic relationship between ?13Cleaf and pCO2, by considering an independently-estimated correction factor for pCO2 for a given episode, d13Cleaf values may be a valuable proxy for d13CCO2 reconstructions. ?13Cleaf estimates obtained from d13CCO2 and d13Cleaf values were used to reconstruct the long-term evolution of pCO2. The magnitude of estimated pCO2 values is in accordance with that of the most recent and relevant model- and proxy-based pCO2 reconstructions. However, these new results evidence long-term drawdowns of pCO2 for Cretaceous time intervals in which temperature maxima have been described
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Aumont, Olivier. "Etude du cycle naturel du carbone dans un modele 3d de l'ocean mondial." Paris 6, 1998. http://www.theses.fr/1998PA066396.
Анотація:
Ce travail s'inscrit dans le cadre de l'etude du cycle naturel du carbone dans un modele 3d de l'ocean mondial. Deux objectifs principaux etaient vises : (1) determiner la sensibilite des distributions des traceurs predites par le modele a la circulation oceanique simulee, (2) etudier le role de grands processus biogeochimiques regissant le cycle du carbone. Pour repondre au premier objectif, un modele biogeochimique existant hamocc3 (hamburg ocean carbon cycle model-version 3) a ete couple au modele de circulation generale opa developpe au lodyc, les resultats etant ensuite compares a ceux obtenus auparavant dans un modele de circulation different. Cette comparaison a montre que l'accumulation excessive des nutriments en sub-surface simulee par tous les modeles de basse resolution dans l'ocean pacifique equatorial (jusqu'a deux fois les concentrations observees) procede d'une resolution horizontale insuffisante, plutot que d'un modele biogeochimique trop simple comme auparavant suppose. Ensuite, l'oxygene apparait comme un traceur extremement sensible a l'intensite de la ventilation de l'ocean profond, en particulier dans l'ocean austral. A propos de la biogeochimie, trois grands mecanismes biogeochimiques ont ete plus particulierement etudies ici. Tout d'abord, le carbone organique dissous (doc) semi-labile joue un role determinant dans les variations saisonnieres de la pco 2 aux hautes latitudes et accroit jusqu'a 30% la production exportee dans les gyres subtropicales. Ensuite, la modelisation explicite des dynamiques du phytoplancton et du zooplancton ameliore la simulation des variations saisonnieres des traceurs aussi bien en surface qu'en sub-surface. Enfin, cette etude a montre que les apports fluviaux de carbone ont un impact sensible sur la distribution regionale des flux air-mer de co 2 et donc, sur le gradient nord-sud preindustriel de co 2 dans l'atmosphere. Sans carbone fluvial, les modeles estiment un transport interhemispherique de carbone proche de zero (de 0,04 a 0,12 gtc an 1). Avec ce carbone fluvial, tel que simule ici pour la premiere fois, ce transport atteint 0,19 a 0,38 gtc an 1 selon la nature de la matiere organique d'origine continentale. Ainsi, les rivieres expliquent en partie, mais pas en totalite, le transport preindustriel de carbone suppose dans l'atmosphere.
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Kuppel, Sylvain. "Assimilation de mesures de flux turbulents d'eau et de carbone dans un modèle de la biosphère continentale." Versailles-St Quentin en Yvelines, 2012. http://www.theses.fr/2012VERS0041.
Анотація:
L’assimilation de données relatives aux écosystèmes continentaux est une approche de plus en plus utilisée pour tenter de concilier les observations expérimentales avec les théories écophysiologiques appliquées dans les modèles mécanistes de la végétation. Dans cette thèse, on souhaite exploiter l’information contenue dans les mesures par corrélation turbulente des flux nets de dioxyde de carbone (NEE) et de chaleur latente (LE) effectuées sur les sites du réseau mondial FLUXNET, afin d’optimiser des paramètres clés du modèle ORCHIDEE et d’affiner le bilan d’incertitude. Une approche statistique bayésienne est adoptée, pour prendre en compte une connaissance a priori des incertitudes relatives aux paramètres, aux équations du modèle et aux mesures. L’axe majeur de travail est le développement d’une méthode d’assimilation simultanée des données de plusieurs sites de mesure de flux, permettant d’optimiser un unique jeu de paramètres se voulant générique pour chaque grand type d’écosystème considéré. Il ressort que cette approche multi-site permet de réduire significativement l’écart entre le modèle et données de flux aux échelles saisonnière et annuelle, avec des performances proches d’optimisations uni-site effectuées indépendamment à l’échelle d’un site de mesure. On discute par ailleurs le fait que les valeurs des paramètres multi-site ne constituent pas toujours une simple moyenne de leurs composantes uni-site. L’utilisation de données complémentaires a par ailleurs permit d’évaluer la capacité de l’optimisation à améliorer la simulation des flux bruts de carbone (photosynthèse et respiration) à l’échelle des sites, ainsi que de la phénologie du couvert végétal et du cycle saisonnier du CO2 atmosphérique à l’échelle du globe. Un aspect de nos développements méthodologiques propose par ailleurs d’estimer la structure statistique de l’erreur dérivant des processus mal représentés et/ou manquant dans les équations d’un modèle de la biosphère continentale tel qu’ORCHIDEE. En appliquant cette technique aux flux nets de carbone, les résultats suggèrent que cette erreur modèle mérite d’être explicitement considérée dans le bilan d’incertitude attaché à la modélisation du cycle du carboneAssimilating terrestrial ecosystem data is an approach increasingly used to fill the gap between experimental observations and the ecophysiological theory as embodied in process-based land surface models. In this thesis, we have sought to use the information content of eddy covariance measurements of net carbon dioxide (NEE) and latent heat (LE) fluxes made at the sites of the FLUXNET global network, aiming at optimizing key parameters of the ORCHIDEE vegetation model and at refining the uncertainty budget. A Bayesian statistical approach has been chosen, so as to account for prior knowledge of the uncertainties related to the model parameters, the model equations, and the measurements. The major line of work has been to develop a data assimilation method where observations from several flux sites are simultaneously used as a constraint, in order to optimize a unique set of parameters considered as generic within a given class of ecosystem. We found that this multi-site approach significantly improves the model-data agreement at seasonal and annual time scales, with performances fairly similar to those brought by site-scaled, independently optimized parameters (single-site approach). We notably discuss the fact that the multi-site parameters’ values are not always a mere average of their single-site counterparts. Making use complementary data, we also evaluated the ability of the multi-site optimizations to improve the simulation of the gross carbon fluxes (photosynthesis and respiration) at the site scale, while at the global scale we considered the modeled phenology of the leaf cover and the seasonal cycle of the atmospheric CO2 concentration. Within our methodological developments, we have also proposed a technique to infer the statistical structure of the error stemming from inadequate and/or missing process representations in a global vegetation model such as ORCHIDEE. Focusing on net carbon fluxes, our results suggest that this « model error » deserves an explicit representation in the uncertainty budget inherent to carbon cycle modeling
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Para, Julien. "Etude de la Matière Organique Dissoute Chromophorique et du rayonnement solaire (UV-visible) dans les eaux de surfaces côtières méditerranéennes et articques." Thesis, Aix-Marseille 2, 2011. http://www.theses.fr/2011AIX22041/document.
Анотація:
Afin de comprendre, caractériser et prédire l’évolution des cycles biogéochimiques océaniques face au changement climatique global, il est nécessaire d’appréhender au mieux la dynamique de la matière organique (MO) au niveau des interfaces « terre/océan ». Dans ce contexte, l’objectif général de cette thèse était d’améliorer les connaissances sur la dynamique de la fraction dissoute chromophorique de la MO (CDOM) des eaux de surface côtières méditerranéennes et arctiques, et d’en déterminer l’impact sur l’atténuation du rayonnement UV (UVR) et visible (PAR) sous-marin. Pour cela, l’étude des propriétés optiques d’absorbance et de fluorescence de la CDOM, couplée à des mesures radiométriques atmosphériques et sous-marines, ont été réalisées lors d’un cycle saisonnier en Baie de Marseille (station SOFCOM), et lors d’une mission océanographique en Mer de Beaufort durant l’été 2009. La Baie de Marseille est caractérisée par des quantités de CDOM faibles (aCDOM(350) = 0,10 ± 0,02 m-1), particulièrement à la fin de la période estivale de stratification, à cause de l’intensité de l’éclairement solaire, enrichi en UVR-B, qui dégrade et blanchie cette CDOM (SCDOM = 0,023 ± 0,003 nm-1). Dans cette zone côtière fortement urbanisée, la dynamique de la CDOM est pilotée par des processus biotiques (production biologique in situ et induite par les intrusions épisodiques du panache du Rhône) et abiotiques (photo-blanchiment et brassage). La CDOM est essentiellement d’origine autochtone, même lors d’événements d’intrusion du panache du Rhône (photo-dégradation de la CDOM terrestre durant son transit). Lors des périodes d’efflorescences algales, la CDOM se compose principalement de matériel récent, de type protéique (pic T), qui absorbe préférentiellement les courts UVR. Ces pulses de CDOM récente se superposent à un persistent signal de fond de CDOM composé majoritairement de matériel âgé, de type humique (pics M et C), qui absorbe les UVR et également le PAR. Au niveau du plateau Canadien de la Mer de Beaufort, la CDOM est très abondante (aCDOMmax(350) = 6,36 m-1), fortement influencée par les apports allochtones du Mackenzie (pics A-C et M) et décroit de manière conservatrice avec la salinité. Dans les eaux marines (salinité >25), la CDOM, qui présente de plus faibles concentrations (aCDOM(350) = 0,21 ± 0,13 m-1), provient d’une production biologique in situ récente favorisée par des upwellings ainsi que d’injections de CDOM (pics B-T et M) lors de la formation/fonte de la glace de mer. Etonnamment, la source principale du composé « humique marin » (pic M) n’est pas autochtone. Elle est issue d’apports allochtones provenant du Mackenzie. Celui-ci draine en effet de nombreux lacs qui sont le siège d’une intense activité biologique, et il est proposé dans cette thèse que les macrophytes qui s’y développent seraient à l’origine du pic M. Cette source de CDOM biologique allochtone, couplée aux processus de photo-blanchiment et d’absorption sur les particules de la CDOM terrestre, pourraient expliquer les valeurs élevées de SCDOM (≈ 0,020 nm-1) du Mackenzie en étéTo understand, characterize, and predict the evolution of oceanic biogeochemical cycles in relation to the global climate change, it is necessary to better understand the dynamics of organic matter (OM). In this context, the overall objective of this thesis was to get more insights chromophoric dissolved fraction of OM (CDOM) dynamics in surface Mediterranean and Arctic coastal waters and to determine the impact on attenuation of ultraviolet (UVR) and visible (PAR) underwater radiation. For this, the study of optical properties of absorbance and fluorescence of CDOM, coupled with atmospheric and underwater radiometric measurements, were made during a seasonal cycle in the Bay of Marseille (SOFCOM station), and in the Beaufort Sea during summer 2009. The Bay of Marseilles is characterized by low amounts of CDOM (aCDOM(350) = 0.10 ± 0.02 m-1), particularly in end summer stratification period due to the intensity of the solar irradiance, enriched in UVR-B, which degrades and bleaches CDOM (SCDOM = 0.023 ± 0.003 nm-1). In this highly urbanized coastal area, the dynamics of CDOM are driven by biotic processes (in situ biological production and within the Rhône River plume) and abiotic (photo-bleaching and mixing). Our results showed that CDOM is mostly of autochthonous origin, even during Rhône plume intrusion events (photo-degradation of terrestrial CDOM during the transit). During bloom periods, the CDOM consists mainly of a recent type protein (peak T), which preferentially absorbs in the short UVR. These pulses of recent CDOM are superimposed on a persistent background of CDOM mainly composed of aged material, humic-type (peaks M and C), which absorbs UVR and PAR. Over the Canadian shelf of the Beaufort Sea, CDOM is highly abundant (aCDOMmax (350) = 6.36 m-1) and strongly influenced by allochthonous inputs from the Mackenzie (peaks A-C and M) decreasing conservatively with salinity. In marine waters (salinity> 25), CDOM had lower concentrations (aCDOM(350) = 0.21 ± 0.13 m-1) and originated from a recent in situ biological production favored by upwelling and brine injections (peaks B-T and M). Surprisingly, the main source of the marine humic-like component (peak M) was not autochthonous. This material originates from allochthonous inputs from the Mackenzie River, which traverses numerous lakes where intense biological activity occurs. We suggest that this activity is mainly due to the macrophytes development, which may in part explain the origin of the peak M. This source of organic allochthonous CDOM coupled to other processes such as photobleaching and absorption on the particles of terrestrial CDOM, could explain the high values of SCDOM (≈ 0.020 nm-1) recorded in the Mackenzie during summertime
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Ståhl, Henrik. "Carbon-cycling in deep-sea and contrasting continental margin sediments /." Göteborg : Göteborg university, 2001. http://catalogue.bnf.fr/ark:/12148/cb401108738.
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Lescure, Chantal. "Relation bassin versant-étang : étude quantitative de l'azote inorganique dans les échanges atmosphère-sol-eau." Lyon 1, 1987. http://www.theses.fr/1987LYO11740.
Анотація:
Etude realisee sur l'agroecosysteme de la dombes, grace a des experiences en laboratoire et des etudes in situ: analyse de la fixation de l'azote, mesure du transfert de l'azote ammoniacal et nitrique du basin versant vers les etangs, etude de la conservation du nitrate dans l'eau du bief, mesure du potentiel de denitrification dans l'eau et les sediments
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Boulard, Eglantine. "Stabilité de phases carbonatées en conditions mantelliques : implications pour le cycle géodynamique du carbone." Phd thesis, Institut de physique du globe de paris - IPGP, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00669781.
Анотація:
Le carbone est recyclé dans le manteau terrestre majoritairement sous forme de carbonates. La stabilité des carbonates lors de la subduction dans le manteau profond joue donc un rôle majeur sur le cycle géodynamique du carbone. Ce travail de thèse apporte de nouvelles contraintes expérimentales sur la stabilité des carbonates pour des conditions de pression et température pertinentes pour le manteau inférieur terrestre. Pour ce faire, les échantillons ont été synthétisés à haute-pression et hautetempérature en cellule à enclumes en diamants et analysés de manière in situ par diffraction de rayons X. Une fois ramenés à pression et température ambiante, les échantillons ont été préparés par faisceau d'ions focalisés (focused ion beam-FIB) afin d'être analysés ex situ par microscopie électronique à transmission et microscopie de rayons X en transmission. Cette étude a permis de montrer la grande stabilité des phases carbonatées par rapport à la décarbonatation et de mettre en évidence deux nouvelles phases de haute-pression des carbonates : (1) une phase obtenue dans le cas d'une composition de départ FeCO3 dès 40 GPa-1500 K (équivalent à ~1000 km de profondeur). (2) une deuxième phase décrite dans une solution solide (Fe,Mg)CO3 pour des conditions supérieures à 80 GPa-2000 K en accord avec certaines prédictions théoriques. Dans ces deux nouvelles phases de haute-pression, les études ex situ montrent la présence de carbone sous la forme de groupements tétraédriques CO4 et le fer sous la forme oxydée Fe(III). La présence de fer dans la composition des carbonates induit, en effet, des réactions d'oxydoréduction dans lesquelles le fer est oxydé et le carbone partiellement réduit. Il en résulte alors un assemblage à haute-pression de magnétite, diamant et de carbonate ou leurs polymorphes de haute-pression. Nos résultats montrent donc la possibilité pour le carbone d'être recyclé jusqu'à la base du manteau et prouvent que la coexistence de carbone oxydé et carbone réduit dans les conditions du manteau inférieur est possible. Ce résultat est essentiel pour de futures modélisations de l'état d'oxydoréduction et de la fusion du manteau profond.
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Loukos, Harilaos. "Simulation du cycle oceanique du carbone dans l'atlantique equatorial. Validation de l'annee 1983 (focal)." Paris 6, 1995. http://www.theses.fr/1995PA066148.
Анотація:
Les oceans equatoriaux jouent un role important dans le cycle du carbone car ils constituent une zone source de co2 pour l'atmosphere. L'atlantique equatorial a ete favorise pour cette etude grace a la bonne couverture des donnees geochimiques des campagnes focal et la possibilite d'utiliser un modele de circulation oceanique generale valide avec les donnees hydrologiques des campagnes focal-sequal. Un modele geochimique offline a ete developpe afin de simuler les champs de nitrates et de carbone inorganique, ainsi que l'export de carbone de la surface vers l'ocean profond, et les flux de co2 a l'interface air-mer. L'analyse des flux explique la distribution spatio-temporelle de ces deux traceurs et donne des informations nouvelles sur l'origine des nutritifs presents en surface pendant l'upwelling d'ete (importance du transport zonal). Nous discutons ensuite l'impact de ces differents flux sur le contenu en carbone inorganique de la couche de surface, puis nous analysons l'importance des signaux dynamique thermodynamique et biologiques sur la pco2 de surface et donc sur les flux de co2 a l'interface ocean-atmosphere, lesquels sont en bon accord avec les donnees
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Bergeot, Vincent. "Polymérisation par ouverture de cycle de l'ε-caprolactone dans le dioxyde de carbone supercritique". Bordeaux 1, 2002. http://www.theses.fr/2002BOR12584.
Анотація:
Cette étude décrit la mise au point de la synthèse de poly(ε-caprolactone) dans le dioxyde de carbone supercritique (scCO2). Utilisant des isopropanolates d'aluminium, d'yttrium et de lanthane comme amorceurs, la poly(ε-caprolactone) a été synthétisée dans le scCO2. Les rendements obtenus varient énormément, selon les amorceurs et les conditions de polymérisation. Afin de mieux comprendre le mécanisme mis en jeu, une étude plus complète portant sur l'état thermodynamique du système et les interactions microscopiques a été initiée. Des mesures de point trouble pour des mélanges (monomère / CO2, polymère / CO2, monomère / polymère / CO2) ont été effectuées à l'aide d'une cellule PVT équipée de deux fenêtres en saphirs, conduisant à l'établissement des diagrammes de phase pour ces systèmes. De plus, les mélanges amorceurs / CO2 ont été étudiés par spectroscopie infra-rouge dans le scCO2 et différents types d'interactions entre l'alcoolate de métal et le CO2 ont été mis en évidence.
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Lambert, Thibault. "Sources, production et transfert du carbone organique dissous dans les bassins versants élémentaires sur socle : apports des isotopes stables du carbone." Phd thesis, Université Rennes 1, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00857422.
Анотація:
En dépit de son importance pour les écosystèmes aquatiques, l'origine et les mécanismes de production du carbone organique dissous (COD) sont toujours sujets à discussion. Cette thèse vise à mieux comprendre le rôle joué par l'hydrologie tant sur les mécanismes de production et la location des sources du COD que sur les flux et les processus de transfert du sol vers les cours d'eau. Un suivi haute fréquence des eaux du sol et de rivière a été réalisé sur la totalité d'un cycle hydrologique dans le bassin versant expérimental de Kervidy-Naizin (Morbihan, Observatoire de Recherche en Environnement (ORE) AgrHys). Le COD contenu dans ces eaux a été caractérisé par sa composition isotopique en carbone (δ13C), et ce suivi a été complété par l'analyse de la dynamique de la nappe. L'analyse des variations saisonnières de concentration et de composition du COD révèle l'existence d'un relais dans les sources et les mécanismes de production du COD dans les sols des zones de fond de vallée en phase avec les changements de régime hydrologique du bassin. Ainsi, lors de la période automnale de remontée de la nappe, le compartiment COD présente un caractère faiblement aromatique et une composition isotopique particulière, suggérant une origine microbienne. Ce réservoir de très faible taille (5% du flux annuel de COD exporté par le cours d'eau) est entièrement épuisé par les premières crues d'automne. La mise en charge de la nappe en versant conduit à la mobilisation d'un second réservoir de COD caractérisé par une aromaticité élevée et une signature isotopique proche de celle de la matière organique des sols. Ce compartiment correspond au fond humique " ancien " des sols et présente une taille nettement plus important que le premier (90% du flux annuel). Cependant ce compartiment ne se limite pas au COD produit dans sols des zones de bas-fond mais comprend aussi des apports de matières organiques issues des sols de bas de versant. Enfin, le rabattement de la nappe au milieu du printemps marque le début de la période d'assèchement du bassin versant et le retour dans les sols de bas-fond d'un COD faiblement aromatique et isotopiquement similaire à celui observé en automne. En conséquence, la teneur et la composition du COD véhiculé par le cours d'eau varient fortement à l'échelle saisonnière (variabilité temporelle des processus de production du COD). Les horizons superficiels des sols des zones de bas-fond sont la principale source de COD, par lesquels transitent entre 60 et 80% du flux de COD exporté lors des événements de crues. Concernant le réservoir humique, un résultat important est qu'il semble limité dans les sols de bas de versant, alors qu'il semble au contraire illimité dans les sols de bas fond. Au final, les résultats obtenus dans le cadre de cette thèse démontrent le contrôle majeur de la dynamique de la nappe sur les mécanismes de production de COD par le sol ainsi que sur la localisation spatiale et les flux de COD transférés de ces sols vers les cours d'eau à l'échelle de la saison. Ils valident également l'hypothèse émise selon laquelle l'exportation du COD par les cours d'eau ne résulterait pas d'un simple " flushing " du COD produit dans les sols de bas-fond mais mobiliserait plutôt un ensemble de sources localisées le long du continuum rivière-zone de bas-fond-zone de versant, et dont le caractère plus moins limité du réservoir expliquerait les dynamiques des concentrations en COD annuelles observées à l'exutoire de ces bassins. Un autre résultat majeur de cette thèse est la qualification des isotopes comme outil de traçage des sources et de la dynamique du COD dans les bassins versants. Un point clé de ce travail est la différenciation isotopiques des réservoirs COD des sols de bas-fond et des sols de bas de versant, qui a permis pour la première fois de révéler la participation de l'un et de l'autre au flux exporté à l'exutoire et d'estimer quantitativement leur contribution respective à ce même flux.
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Martin, Olivier Valérie. "Etude par cytometrie en flux de la distribution des populations phytoplanctoniques en mediterranee. Mise en relation avec la production metabolique de co 2 et comparaison avec le golfe du saint-laurent." Aix-Marseille 2, 1997. http://www.theses.fr/1997AIX22130.
Анотація:
L'ocean joue un role important dans la regulation du co 2 atmospherique par l'intermediaire de processus physico-chimiques et biologiques tels que la respiration et la photosynthese. La production metabolique de co 2 dans la couche aphotique est majoritairement due a l'oxydation biologique du carbone organique dissous (cod) et non pas a celle de la forme particulaire (cop). La production et l'exportation de la matiere organique vers les couches profondes dependent essentiellement de la taille des cellules phytoplanctoniques. En effet, en zone eutrophe, la couche de surface est occupee majoritairement par des cellules phytoplanctoniques de grande taille. A l'inverse, dans les zones oligotrophes ou mesotrophes, les cellules du picophytoplancton dominent la communaute phytoplanctonique. La majorite de la production primaire passe alors par une production regeneree. L'objectif initial de ce travail etait de savoir si la distribution des classes de taille des cellules phytoplanctoniques dans la couche euphotique pouvait avoir un effet sur la remineralisation de la matiere organique dans la couche aphotique. La distribution des classes de taille des organismes phytoplanctoniques et la production metabolique de co 2 dans la colonne d'eau ont ete etudiees dans deux zones de caracteristiques differentes : la mediterranee (oligotrophe ou mesotrophe) et le golfe du saint-laurent (eutrophe). La production metabolique de co 2 a ete etudiee a l'aide du test enzymatique de pakard (1971). La distribution des classes de taille des populations phytoplanctoniques a ete etablie par cytometrie en flux. Une cartographie de la distribution du phytoplancton a ete etablie pour la mediterranee orientale, en situation hivernale. Elle a mis en evidence que le picoplancton peut etre considere comme un revelateur de transitions hydrologiques et hydrodynamiques. La variabilite temporelle de la distribution du phytoplancton et de l'activite respiratoire des micro-organismes a la station dyfamed (mediterranee nord-occidentale) a montre l'impact des migrations verticales journalieres. En effet, plus de 80% de la population de cyanobacteries disparait durant la nuit, en relation avec les cycles journaliers de migrations verticales des organismes du zooplancton. La biomasse integree en cyanobacteries broutee durant la nuit est d'environ 534 mg c m - 2 et represente une exportation potentielle de matiere organique. La production metabolique de co 2 dans la couche aphotique presente des maximums secondaires dont la position semble dependre d'un flux de particules module par les migrations verticales. Les conditions hydrodynamiques du golfe du saint-laurent au moment de l'etude correspondaient a une forte stratification de la colonne d'eau et la communaute phytoplanctonique etait dominee par des cellules de petite taille. Une analyse detaillee des populations a permis de demontrer qu'une partie des populations picoplanctoniques contribuait a la production nouvelle.
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Crichton, Katherine. "The role of permafrost soils in the global carbon-cycle on the timescales of centuries to multi-millennia : a modelling study." Thesis, Grenoble, 2014. http://www.theses.fr/2014GRENU049/document.
Анотація:
Cette étude visait à développer un modèle dynamique du pergélisol-carbone à intégrer dans le modèle CLIMBER-2 et d'effectuer des simulations en vue de contribuer à la connaissance du cycle du carbone. Ce travail pourrait, pour la première fois, permettre une étude de modélisation avec un modèle de système terrestre qui comprendrait l'atmosphère dynamique, l'océan dynamique, la végétation dynamique et les composantes de la cryosphere, y compris les terres gelées, afin d'étudier le paléoclimat. La disponibilité des données récentes du CO2 et de δ13C de CO2 dans l'atmosphère fourni un moyen de valider les résultats du modèle pour déterminer si une dynamique pergélisol-carbone pourrait avoir joué un rôle important au cours des climats changeants.Un mécanisme pergélisol-carbone simplifié a été développé et validé et à été réglé en utilisant les données de la terminaison 1 (T1). Il a été constaté que, pour reproduire des données de CO2 et δ13C atmosphériques (pour l'atmosphère et l'océan) au cours de T1, une combinaison des mécanismes océaniques-glaciaires et pergélisol-carbone ont été nécessaires. Suite à cette constatation, plusieurs cycles glaciaires ont été modélisés pour étudier la sensibilité du mécanisme pergélisol-carbone aux forçages de CO2, les calottes glaciaires et l'insolation. l'étendue des calottes glaciaires a été jugée particulièrement importante pour le contrôle de la superficie des terres disponibles pour le pergélisol, et donc aussi pour la dynamique du carbone du pergélisol-carbone. La libération du carbone dans les sols de dégel en réponse à l'augmentation de l'insolation d'été dans les hautes latitudes, a été jugée très probable comme la source des hausses initiales de CO2 dans l'atmosphère au cours des terminaisons glaciaires.Les données CO2 de terminaison 1 peuvent être bien reproduits, y compris le plateau de CO2 BA / YD, quand le forçage de l'eau douce est appliqué à l'Atlantique nord. Expériences avec forçage de l'eau douce ont souligné l'importance du mécanisme du pergélisol-carbone dans l'évolution rapide des climats. Les augmentations très rapides des niveaux de CO2 dans l'atmosphère peuvent être expliqués par la libération rapide des sols en carbone en réponse à l'augmentation du transport de chaleur vers l'hémisphère nord. C'est en réponse à la reprise de l'AMOC suite d'un événement AMOC arrêt/réduction, tels que des événements D/O vu dans les données du δ18O Groenland. Les projections de changement climatique représentent des événements de réchauffement rapide. La conduite du modèle par des projections d'émissions (base de données RCP) a prédit l'augmentation du CO2 de pic et une plus longue période a des niveaux élevées de CO2 par rapport aux sorties du modèle qui ne comprennent pas les évaluations du pergélisol-carbone.L'analyse de δ13C de l'océan doit tenir compte de la dynamique du pergélisol et du carbone de la terre en général et de son effet sur les niveaux de δ13C atmosphériques. Si ce n'est pas pris en compte alors la circulation océanique peut être trop invoquée pour tenter d'expliquer les changements de δ13C de l'océan et du CO2 atmosphérique.Le mécanisme pergélisol-carbone réagit aux changements de température et amplifie la réponse du cycle du carbone. Il est fortement dépendant non seulement de l'apport d'énergie (qui détermine la température du sol et de l'emplacement du pergélisol), mais également de la surface de terres disponible à l'échelle mondiale sur laquelle le pergélisol peut exister. Afin de modéliser et de comprendre correctement la réponse du système terrestre dans les climats futurs et passés, le mécanisme de rétroaction pergélisol-carbone est un élément important du système. Ce travail a été une première étape pour aborder le rôle que la cryosphere terrestre joue dans le cycle du carbone et du système climatique sur de longues échelles de temps, et que d'autres études sont essentiellesThis study aimed to develop a permafrost-carbon dynamic model to incorporate into the CLIMBER-2 Earth system model and to carry out simulations with a view to contributing to the knowledge of the carbon cycle. The work would, for the first time, allow a fully coupled modelling study with an earth system model which included dynamic atmosphere, ocean, vegetation and cryosphere components including frozen land to study paleoclimates. The availability of recent ice core data for CO2 and δ13C of atmospheric CO2 was to provide a means of validating model findings to identify whether a permafrost-carbon dynamic could have played a significant role in past changing climates.The deep Southern Ocean is an area of particular interest for glacial-interglacial CO2 variability, and current modelling efforts aim to recreate the observed CO2 changes using ocean mechanisms. These are often related to deep southern ocean carbon storage and release. So far the terrestrial biosphere has not been well-considered in transient simulations of the carbon cycle in Earth system models.A simplified permafrost-carbon mechanism was developed and validated and tuned using data from termination 1. It was found that in order to reproduce atmospheric CO2 and δ13C data (for atmosphere and ocean) during the termination, a combination of glacial ocean mechanisms and the permafrost-carbon mechanism was required. Following this finding, several glacial cycles were modelled to study the sensitivity of the permafrost-carbon mechanisms to CO2, ice sheets and insolation. Ice sheet extent was found to be particularly important in controlling the land area available for permafrost and therefore the carbon dynamics of permafrost-carbon. The permafrost-carbon mechanism, via carbon release from thawing soils responding to increasing summer insolation in higher northern latitudes, was found to very likely be the source of initial rises in CO2 on glacial terminations.Termination 1 CO2 data could be well reproduced, including the B-A/YD CO2 plateau, when fresh water forcing was applied to the north Atlantic. Fresh water forcing experiments pointed to the importance of the permafrost-carbon mechanism in fast changing climates. Very fast increases in atmospheric CO2 levels may be explained by fast soil-carbon release responding to increased heat transport to the northern hemisphere on AMOC resumption following an AMOC switch-off/reduction event, such as D/O events seen in the Greenland δ18O record. Future climate change projections represent fast warming events. Driving the model by emissions projections (RCP database) predicted increased peak CO2 and much longer term elevated CO2 levels relative to model outputs which did not include the permafrost carbon feedback.Analysis of ocean δ13C must take into account the dynamics of permafrost and land carbon in general and its effect on atmospheric δ13C levels. If this is not taken into account then ocean circulation may be over-invoked in attempting to explain changes in ocean δ13C and atmospheric CO2. The Earth system is not simply atmosphere and ocean. The findings in this work highlight that it is essential to consider land carbon dynamics when interpreting paleo-indicators for the carbon cycle.The permafrost-carbon mechanism reacts to temperature changes and amplifies the carbon cycle's response. It is stongly dependent not only on energy input (that determines soil temperature and permafrost location), but also on the area of land available globally on which it can exist. In order to properly model and understand the Earth system response to forcing in both future and past climates, the permafrost-carbon feedback mechanism is an important system component. This work has been a first step to address the role that the land cryosphere plays in the carbon cycle and climate system on long timescales, and further studies are essential