Добірка наукової літератури з теми "Matière organique particulaire – Combustion"

Les flux de matière organique particulaire allochtone et autochtone ont été suivis dans la Lône des Pêcheurs. Leur estimation quantitative et qualitative rend compte de l'impact de l'écotone rives sur le fonctionnement du système aquatique. Dans ce bras mort, les apports allochtones semblent plus importants que dans d'autres systèmes, comme les ruisseaux forestiers mentionnés par la littérature. Pour l'estimation des flux de matière organique particulaire nous avons utilisé, comme moyen d'échantillonnage, des bacs de plastique rectangulaires déposés sur le fond; en plus nous avons procédé à des prélèvements par benne. Le plus grand apport de feuilles terrestres a lieu en novembre, le plus grand apport de bois et autres débris en avril et dans les mois qui suivent, probablement par suite des crues. Au niveau de la lône, on note une différence entre les parties amont et aval. A surface égale, les apports grossiers (feuilles mortes et bois) sont plus abondants en amont, les éléments en voie de désintégration sont, au contraire, plus nombreux en aval. Cette différence est principalement due à la proportion des rives par rapport à la surface du plan d'eau et probablement aussi à la vitesse de dégradation de ces apports dans les deux stations. Ceci nous amène donc à penser qu'il existerait un gradient décroissant de matière organique grossière de l'amont de la lône vers l'aval. La biocénose aquatique est alimentée d'abord par les macrophytes immergés à décomposition rapide (été, automne), puis par les feuilles terrestres et les macrophytes émergés (hiver, printemps). L'analyse de la structure des invertébrés aquatiques montre la relation entre ces apports, particutièrement les feuilles mortes, et la biomasse des dilacérateurs et des collecteurs.

L'élimination de la matière organique et la réduction de volume des boues peuvent être obtenues par incinération, par oxydation sous pression en milieu humide ("wet air oxidation") ou par combustion en eau supercritique ("supercritical water oxidation"). Une étude en autoclave agité a permis de comparer sur une même boue d'épuration les performances des deux techniques d'oxydation voie humide et d'oxydation supercritique, en mettant l'accent sur les sous-produits résiduels en phase liquide et la composition de la phase gaz. Les résultats obtenus montrent que l'élimination de la DCO dépend fortement de la température: l'abattement de la DCO passe de 70 % à 235 °C à 94 % à 430 °C. L'azote organique de la boue est transformé en NH4+ mais seule une élimination limitée de l'azote totale est obtenue à 430 °C. Les sous-produits résiduels dans la phase liquide sont constitués en majorité d'acides gras, d'aldéhydes et de cétones, l'acide acétique étant prédominant. Hormis le CO2, les sous-produits gazeux majeurs formés par des réactions complexes comme la pyrolyse, le réformage et la méthanation sont CO, H2 et CH4. Dans les conditions supercritiques, tous les sous-produits gazeux sont fortement oxydés. L'augmentation de la température de traitement permet d'obtenir un résidu solide de plus en plus inerte, les cendres obtenues en conditions supercritiques contenant moins de 1 % de matière organique. Les performances des deux procédés étudiés laissent envisager leur développement à moyen terme comme voies alternatives d'élimination des boues.

Les ouvrages de filtration végétalisés pour la gestion à la source des eaux pluviales, appelés à l’international des ouvrages de biofiltration, de biorétention ou vegetative filter strips, visent la maîtrise du flux polluant associé aux eaux pluviales urbaines. Ces ouvrages permettent le stockage, la fltration au travers d’un substrat planté et éventuellement l’infiltration de l’eau. L’efficacité épuratoire a été évaluée in situ pour deux systèmes de biofiltration, un accotement filtrant et une noue filtrante, pour un panel diversifié de polluants. Ce panel comprend des éléments traces métalliques (ETM) et des micropolluants organiques – des hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP), des alkylphénols, le bisphénol A (BPA), des phtalates – dans les phases totales et dissoutes. Les polluants essentiellement associés à la phase particulaire (Pb, Zn et HAP) étaient très bien retenus dans les ouvrages (abattements de concentration ›90%) pour la majorité des événements pluvieux. Cependant, une performance dégradée a été observée vis-à-vis des particules pendant la période hivernale, ce qui a été attribué à la taille plus fne des particules pendant cette période. Les abattements des concentrations dissoutes étaient rarement significatifs et tendaient à être bien plus faibles que ceux observés pour les matières en suspension (MES) et les polluants présents sous forme particulaire. De ce fait, des rétentions relativement faibles étaient observées pour les concentrations totales en polluants modérément particulaires, tels que le BPA, les alkylphénols et les phtalates. La rétention des ETM dissous semble avoir été limitée par leur association à la matière organique dissoute, alors que celle des micropolluants organiques dissous était limitée essentiellement par la contamination initiale du substrat filtrant ou par des émissions depuis les matériaux synthétiques de construction. À l’échelle annuelle, la noue filtrante dans sa configuration finale abattait entre 33 et 81% du flux polluant en fonction des polluants.

Plant preference and feeding selectivity were studied in juveniles of Nereis diversicolor O.F. Müller) and Nereis virens (Sars) (Polychaeta: Nereidae) to evaluate the potential role of these species in the integration and transfer of vegetal debris to the littoral ecosystem. Results show that these annelids ingest the main plant species (algae and halophytes) that are abundant in the marshes of the bay of Mont-Saint-Michel (France) and (or) the À l'Orignal Inlet (St. Lawrence Estuary, Canada), independently of their origin or level of decomposition. Juveniles select detritus on the sediment surface (feeding area) and accumulate them in their burrow. Constant irrigation by young individuals (≈35% of time budget) maintains aerobic conditions favouring the decay process of plant debris by stimulating bacterial growth (gardening). Our results suggest that individuals of both N. diversicolor and N. virens play an important role in the transfer and integration processes and the residence time of vegetal detritus of the intertidal ecosystem.

Le risque industriel lié aux explosions de poussières est communément accepté comme élevé par la communauté scientifique, et il doit être réduit au minimum pour améliorer les conditions de travail. Cependant, la méconnaissance des phénomènes impliqués, combinée à une faible prise de conscience générale de nombreuses réalités industrielles, transforme les explosions de poussières en scénarios accidentels profondément dangereux. La manipulation des poudres est une brique fondamentale de la réalité industrielle contemporaine, et aucun raccourci ne peut être choisi pour la contourner. Pour cette raison, les explosions de poussières se confondent avec une grande variété de processus et doivent être étudiées et bien comprises. Dans la seconde moitié du XXe siècle, une transition énergétique a déstabilisé le secteur des énergies fossiles, le rendant de plus en plus vert. En conséquence, la biomasse lignocellulosique était et est toujours l'une des sources de bioénergie les plus populaires dans le monde. En outre, son énorme polyvalence et les progrès technologiques importants ont permis d'entamer la concurrence avec les combustibles fossiles. Le développement du secteur de la bioénergie et l'explosion de poussières sont les deux acteurs de ce travail. Par conséquent, les explosions de poussières organiques ont été choisies comme sujet d'étude, comprises et caractérisées pour contribuer à la connaissance scientifique de ces phénomènes. Elles peuvent être traitées comme des systèmes transitoires, turbulents et chargés de particules, ce qui les rend complexes et loin d'être simples à comprendre. Plusieurs phénomènes physico-chimiques sont impliqués dans le global. Tout d'abord, une étape de dispersion est inévitable dans une explosion de poussières. Dans cette phase, les caractéristiques de la poudre peuvent changer et avoir un impact important sur son comportement. Ensuite, les interactions entre particules sont responsables de l'agglomération et de la désagglomération dans le nuage de poussière ainsi formé. Là encore, elles peuvent modifier les caractéristiques du système, influençant son comportement thermique. Les forces cohésives peuvent conduire à une forte agrégation des particules, ce qui a notamment une incidence sur l'échelle de temps de chauffage des particules. Une large sélection de poudres organiques a été testée, et leur tendance à s'agglomérer en un nuage de poussière a été quantifiée. Troisièmement, une brique fondamentale des explosions de poudres organiques est l'étape de pyrolyse, qui peut être considérée comme une dévolatilisation responsable de la création d'une atmosphère inflammable au sein du nuage de poussière. C'est souvent l'étape limitant la vitesse du processus global, et elle doit donc être bien analysée. Ensuite, la synergie potentielle entre les phases gazeuse et solide peut conduire à un système réactif différent de la somme des deux. De nouveaux phénomènes pourraient en découler. Par exemple, les transferts radiatifs de chaleur sont des acteurs majeurs dans la phase de propagation de la flamme, fortement dépendants de la concentration en poussière et de ses propriétés optiques. En conclusion, désireux de développer une méthode originale pour déterminer la vitesse de flamme laminaire des poudres organiques, trois appareils ont été sélectionnés et comparés. Les avantages et les inconvénients de chacun ont été listés et utilisés comme critères de choix
The industry's risk associated with dust explosions is commonly accepted as high by the scientific community, and it must be reduced to a minimum to improve working conditions. However, the lack of knowledge of the phenomena involved, combined with a scarce general awareness of numerous industrial realities, transforms the dust explosions into profoundly dangerous accidental scenarios. Powder manipulation is a fundamental brick of contemporary industrial reality, and no shortcut can be chosen to bypass it. For this reason, dust explosions are merged with a large variety of processes and need to be studied and well understood. In the second half of the XX century, an energetic transition destabilised the fossil energy sector, painting it greener and greener. As a result, lignocellulosic biomass was and still is one of the most popular worldwide bioenergy sources. Moreover, its enormous versatility and significant technological progress made it possible to start the competition with fossil fuels. The development of the bioenergy sector and the dust explosion are the two actors of this work. Therefore, organic dust explosions were chosen as a study subject, comprehended and characterised to contribute to the scientific knowledge of these phenomena. They can be treated as transient, turbulent, particle-laden systems, which makes them complex and far from being straightforward to understand. Several physicochemical phenomena are involved in the global one. First, a dispersion step is unavoidable in a dust explosion. In this phase, the powder's features may change and strongly impact its behaviour. Second, particle-to-particle interactions are responsible for agglomeration and deagglomeration in the dust cloud thus formed. Again, it can modify the system's characteristics, influencing its thermal comportment. Cohesive forces may lead to strong aggregation of the particles, which has notably a mark on the particle heating time scale. A large selection of organic powders was tested, and their tendency to agglomerate in a dust cloud was quantified. Third, a fundamental brick of organic powder explosions is the pyrolysis step, which can be seen as a devolatilisation responsible for creating a flammable atmosphere within the dust cloud. It is often the rate-limiting step of the global process, and it needs thus to be well analysed. Then, the potential synergy between the gaseous and solid phases can lead to a reactive system different from the sum of the two. Some new phenomena might be generated from this. For instance, radiative heat transfers are major players in the flame propagation phase, strongly dependent on the dust concentration and its optical properties. To conclude, willing to develop an original method to determine the laminar flame speed of organic powders, three apparatuses were selected and compared. The benefits and drawbacks of each were listed and used as choosing criteria

Les apports de matière organique par les rivières aux océans constituent une importante source de carbone, mais la quantité de carbone organique terrigène dans les océans semble très faible. Ce paradoxe conduit à une interrogation sur le rôle des zones littorales dans le piégeage et/ou le transport du matériel tellurique. Cette thèse a pour objectif de déterminer l'origine de la matière organique particulaire (MOP), les principaux processus qui la contrôlent, ainsi que de qualifier les transferts continent - zone littorale - océan pour deux sites représentatifs d'écosystèmes littoraux macrotidaux d'Europe occidentale : la Baie de Seine et la Rade de Brest. La Baie de Seine est un système largement ouvert sur les eaux d'une mer épicontinentale (la Manche) et qui reçoit les apports d'un grand fleuve. En période productive, la biomasse phytoplanctonique y est élevée. La Rade de Brest, alimentée par des fleuves côtiers, est un système semi-fermé qui reçoit les eaux de l'Océan Atlantique ; comparativement à la Baie de Seine, la biomasse phytoplanctonique y est faible. L'approche utilisée dans le cadre de cette étude est expérimentale. La stratégie mise en place consiste en des suivis spatiaux (des eaux douces aux eaux marines lors de situations clefs du cycle biogéochimique annuel des écosystèmes) et en des suivis temporels (à différentes stations de références) de la MOP des eaux de surface. Elle s'inscrit notamment dans les programmes PNEC (IFREMER/CNRS) - chantier Baie de Seine et SOMLIT (INSU, CNRS) - Rade de Brest. L'échantillonnage a été effectué de 1997 à 1999 dans chacun des deux sites par l'intermédiaire de cinq campagnes mi-lourdes, six courtes campagnes et plus d'une centaine de sorties en mer.

Les écosystèmes côtiers présentent une forte production biologique, soutenue par une grande diversité de sources de matière organique particulaire (autochtones : phytoplancton, microphytobenthos, phanérogames marines, macroalgues, épiphytes ; allochtones : apports continentaux), pouvant contribuer à la production secondaire. La diversité de ces sources complexifie de manière considérable le fonctionnement écologique des systèmes côtiers — e.g. cycles biogéochimiques, réseaux trophiques — et en rend sa compréhension difficile.Une étude spatio-temporelle réalisée en 2009 dans le Bassin d’Arcachon, une lagune semi-fermée qui abrite le plus grand herbier à Zostera noltii d’Europe, a été menée afin d'estimer l’origine et la composition des matières organiques particulaire en suspension (MOPS) et sédimentaire (MOS) et d'appréhender le devenir des différentes sources de matière organique dans le réseau trophique macrobenthique. Cette approche quantitative a été effectuée principalement à l’aide des rapports isotopiques et élémentaires (δ15N, δ13C et C/N) et/ ou des acides grasA l’échelle annuelle et en moyenne pour les trois stations étudiées, la MOPS est composée principalement de phytoplancton (48 ± 2%) mais aussi de matériel continental (19 ± 4%) et de microphytobenthos (16 ± 2%), les macroalgues et les phanérogames ne contribuant que peu (8 ± 1% et 5 ± 1%, respectivement). Cette composition, qui présente une saisonnalité (faible contribution du phytoplancton en hiver au profit des apports continentaux), est principalement dépendante du climat (température) et de l’hydrodynamique / hydrodynamique sédimentaire (apports continentaux, remise en suspension du sédiment). A l’échelle annuelle et en moyenne pour les six stations ayant fait l’objet du suivi annuel, la MOS est composée principalement de sources benthiques (phanérogames : 23 ± 3% ; microphytobenthos : 19 ± 1% ; macroalgues : 19 ± 5%), mais également de matériel continental (27 ± 8%) et de phytoplancton (11 ± 2%). A l’échelle de l’écosystème (étude printanière) la composition de la MOS est similaire — avec toutefois une plus forte contribution du phytoplancton, au dépend de la matière continentale. Elle est géographiquement homogène, ce que semble favoriser l’hydrodynamique du bassin d’Arcachon associée à sa faible profondeur. La principale différence spatiale apparaît entre le sédiment subtidal (faible contribution des macrophytes au profit du matériel continental) et le sédiment de l’herbier intertidal. L’étude des voies de transfert trophique de la matière organique particulaire a mis en évidence une organisation trophique complexe avec l’existence de sous-groupes au sein des déposivores d’interface et des brouteurs. A l’échelle annuelle et à l’échelle du Bassin d’Arcachon, le microphytobenthos et les phanérogames (incluant leurs épiphytes) soutiennent 90% de la production macrozoobenthique. Cette production secondaire est principalement effectuée par les déposivores (60%). Une forte bactérivorie a été mise en évidence notamment chez les déposivores et chez le suspensivore invasif Crepidula fornicata. Les bactéries représentent ainsi un intermédiaire important dans le transfert de MOP des producteurs primaires vers les consommateurs primaires. Toutefois la pression trophique qu’exercent les consommateurs primaires de la macrofaune benthique sur les producteurs primaires est relativement modeste puisque le macrozoobenthos n’absorbe que 10% de la production primaire totale du système, ce qui rend cette dernière potentiellement disponible pour d’autres compartiments biologiques. Malgré cela l’herbier à Zostera noltii représente une ressource importante pour la macrofaune benthique. Dans le contexte de sa régression, une disparition de l’herbier engendrerait une diminution de la biomasse du macrozoobenthos
Abstract

Les activités humaines dans les grandes agglomérations ("mégalopoles") provoquent des émissions de polluants importantes, avec des effets négatifs sur la qualité de l'air et la santé humaine à l'échelle locale et régionale. Les particules fines (PM) sont l'une des plus grandes préoccupations pour la santé. Les aérosols organiques constituent une partie importante de paricules fines, mais il y a encore de grandes lacunes dans les connaissances sur leurs voies de formation et il y a une incertitude considérable dans leur modélisation 3D. Dans cette thèse, les simulations de PM₂. ₅ avec le modèle de chimie-transport régionaux CHIMERE ont d'abord été évaluées avec les mesures recueillies à Paris au printemps 2007. Les résultats du modèle montrent une bonne performance de simuler l'apparition de pics, surtout pour les aérosols inorganiques qui proviennent principalement de transport à longue distance de l'Europe Nord-Est et Centrale. L'aérosol organique primaire (POA) simulé est surestimé quand il est considéré comme non-volatile par un facteur de deux, tandis que l'aérosol organique secondaire (SOA) est sous-estimé par un facteur de plus de 2. Afin d'améliorer la performance du modèle de simulation de l'aérosol organique, l'approche "Volatility Basis Set" qui formalise les nouvelles connaissances sur la volatilité de POA et le vieillissement chimique de SOA sont mises en oeuvre dans CHIMERE. Les simulations du modèle sont évaluées avec les observations au sol et aéroportées obtenues lors des deux campagnes de terrain intensives effectuées dans l'agglomération parisienne en été 2009 et hiver 2009/2010 dans le cadre du projet européen MEGAPOLI. La simulation de l'aérosol organique est significativement améliorée lorsque l'on tient compte de la volatilité des POA et l'oxydation multi-étapes de COV semi volatil lors de la campagne d'été. L'advection des masses d'air continentales à l'agglomération parisienne avec des niveaux de fond de SOA soit d'origine anthropique ou biogénique, est bien restituée par le modèle. L'accumulation de SOA dans le panache est surestimée par un facteur de deux, quand normalisée à la production photochimique d'ozone, ce facteur est dans l'incertitude de l'approche VBS. Pendant la campagne d'hiver, la formation de la SOA reste sous-estimée. Ces résultats représentent clairement des progrès dans la modélisation de l'aérosol organique dans et autour d'une grande agglomération urbaine. Le modèle a été utilisé pour estimer les contributions des sources de l'aérosol organique dans l'agglomération et dans le panache en été 2009. Dans l'agglomération, l'advection de SOA biogéniques, anthropiques et du fond de l'extérieur a été dominante, tandis que le POA émis localement à environ un quart de l'aérosol organique au total. Dans le panache, la formation de SOA anthropique, et aussi de POA âgés devient dominante. Ces résultats sont en accord général avec les études de l'attribution des sources à partir d'observations
Human activities in large agglomerations ("megacities") cause large pollutant emissions, with negative effects on air quality and human health at a local and regional level. Fine particulate matter (PM) is one of the greatest concerns for health. Organic aerosol makes up a large part of fine PM, but there are still large gaps in the knowledge on its formation pathways and there is considerable uncertainty in its 3D modeling. In this thesis, PM₂. ₅ simulations with the regional chemistry-transport model CHIMERE were first evaluated with measurement date collected in Paris in springtime, 2007. The model results show good performance of simulating occurrence of peaks, especially for inorganic aerosols which mainly originate from long range transport from Northeastern and Central Europe. Modeled primary organic aerosol (POA) is overestimated when considered as non-volatile by a factor of two, while secondary organic aerosol (SOA) is underestimated by a factor of more than two. In order to improve the model performance of organic aerosol simulation, the volatility basis set approach which formalizes new knowledge on POA volatility and on SOA chemical aging is implemented into CHIMERE. Model simulations are evaluated with ground based and airborne observations obtained during two intensive field campaigns performed in the Paris agglomeration in summer 2009 and winter 2009/2010 in the frame of the European MEGAPOLI project. The simulation for organic aerosol is improved when taking into account POA volatility and multistep oxidation of semivolatile VOC during the summer campaign. Advection of continental air masses to the Paris agglomeration with enhanced SOA levels either from anthropogenic or biogenic origin, is well restituted by the model. SOA build-up in the plume is overestimated by a factor of two when normalized to photochemical ozone production, but this factor is within the uncertainty of the VBS approach. During the winter campaign, SOA formation is still underestimated. These results clearly represent progress in the modeling of organic aerosol in and around a large urban agglomeration. The model was used to estimate sources contributing for summer 2009 to organic aerosol in the agglomeration and in the plume. Within the agglomeration, advection of biogenic, anthropogenic and background SOA from outside was dominant, while locally emitted POA accounts to about a quarter of total OA. In the plume, anthropogenic SOA formation, and to some extent also SOA formation from aged POA becomes dominant. These results are in broad agreement with source apportionment studies from observations

La caractérisation de la matière organique à l'échelle des petits fleuves est idéale pour identifier les processus biogéochimiques locaus car la surface réduite du bassin versant permet une approche plus complète
Characterisation of organic matter in small rivers and streams is important to qualify the impact of human activity and identify the main biogeochemical processes in the drainage basin. Small drainage basin areas enable a better approach to characterise and qualify the riverine organic matter

La pollution émise par les feux de biomasse (biomass burning; BB) reste un problème majeur de santé publique et du changement climatique. Afin d’améliorer notre compréhension sur l’origine et le devenir des composés issus des BB dans l’environnement, nous avons élaboré des nouvelles méthodes analytiques (isotopiques & chromatographiques) permettant de détecter les anhydrosucres ainsi qu’un ensemble de sucres les plus abondants dans les écosystèmes naturels. La première méthode développée a permis d’effectuer des mesures isotopiques à l’échelle moléculaire des sucres par EA-IRMS (δ13C) et/ou EA-AixMICADAS (∆14C) après leur purification préalable par HPLC-RI. Nos résultats ont montré la présence d’anhydrosucres dans la matière organique particulaire marine (POM) avec une signature isotopique terrestre (δ13C <−26.2‰). De plus, la signature en radiocarbone du lévoglucosane (∆14C = 33‰) issu des particules totales suspendues atmosphériques (TSP), indique sa production récente dans l’environnement. La chromatographie HPAEC-PAD est la deuxième méthode développée dans ce travail pour la caractérisation de 17 sucres simples. Cette méthode a permis la première quantification des anhydrosucres dans la POM et la matière organique à haut poids moléculaire (HMWDOM) marines à hauteur de 2% et 3% du total des sucres détectés, respectivement. D’autre part, les émissions issues des BB ont été étudiées dans les aérosols de la Mer Méditerranée par un suivi des variations annuelles des anhydrosucres. Les résultats de cette étude ont montré la forte contribution des émissions issues des BB (13%) au pool de carbone organique dans les particules PM10 qui arrivent dans le bassin Méditerranéen
Biomass burning (BB) pollution is a major concern for public health and climate change. In order to improve our understanding on the origin and fate of compounds related to BB in the environment, we have developed new analytical methods (isotopic and chromatographic methods) allowing the detection of anhydrosugars as well as a broader panel of sugars in natural ecosystems. The first developed method allowed to perform for the first time compound specific isotopic measurements of individual sugars by EA-IRMS (δ13C) and/or EA-AixMICADAS (∆14C) after purification by HPLC-RI. Our results showed the presence of anhydrosugars in the marine particulate organic matter (POM) sample with a terrestrial isotopic signature (δ13C <26.2‰), indicating an external terrestrial input to marine environment. In addition, the radiocarbon signature of levoglucosan (∆14C = 33‰) from total suspended atmospheric particles (TSP) sample indicates a modern age, suggesting its recent synthesis in the environment. The HPAEC-PAD chromatography is the second method developed in the frame of this study and provided a full analysis of 17-simple sugars. This method allowed for the first time the quantification of anhydrosucres in the marine POM and high molecular weight dissolved organic matter (HMWDOM), that represent 2% and 3% of total sugars detected, respectively. In a complementary study, the emissions from BB have been also studied in aerosols from the Mediterranean Sea by monitoring the annual variations of anhydrosugars. The results of this study highlight the important contribution of BB emissions (up to 13%) to organic carbon pool in the PM10 particles arriving in the Mediterranean basin

La dégradation de la matière organique terrestre intrigue les scientifiques depuis des décennies. Si l’on a longtemps cru qu’elle était réfractaire à toute dégradation en mer, il a finalement été démontré que la signature en matière organique terrestre dans les sédiments côtiers était très faible. Afin de mieux comprendre ces processus de dégradation, il est crucial d’étudier leur activité de manière globale, et d’essayer de déterminer les mécanismes en jeu.Grâce à un éventail de traceurs lipidiques mis en place dans le but de déterminer à la fois l’origine de la matière organique particulaire et les processus dégradatifs qu’elle a subi, les échantillons prélevés dans le Rhône ont été analysés, puis comparés avec ceux obtenus dans les zones arctiques et tropicales. Les rôles de la photo-oxydation et de l’autoxydation lors du transport fluvial ont été mis en évidence : si la photo-oxidation est le processus principal de dégradation de la matière organique terrestre dans le fleuve Mackenzie (Canada Arctique), c’est l’autoxydation qui tient le rôle principal dans l’Amazone. Dans le Rhône, les deux processus n’ont qu’un impact modéré sur la matière en suspension fluviale, mais une autoxydation intense a néanmoins été observée dans son panache, tout comme dans le panache du Mackenzie.Les analyses supplémentaires effectuées sur les échantillons collectés nous ont permis de formuler – et de confirmer – une nouvelle hypothèse. Une activité enzymatique lipoxygénase a pu être observée et quantifiée dans tous les échantillons étudiés, à des degrés d’activité différents dépendant des conditions locales
The degradation of terrestrial organic matter has puzzled scientists for decades. Once thought to be refractory to further degradation once at sea, it was finally shown that very little trace of a terrestrial signature was found in coastal sediments.In order to fully apprehend these degradation processes, it is crucial that we look at their global occurrence, and try to determine if the same pattern is observed in temperate areas.Using a set of lipid tracers especially designed to help us trace both the origin of the particulate organic matter and the degradative processes it had undergone, all samples collected in the Rhône river were analyzed and compared with Arctic and Tropical samples. The roles of photo- and autoxidation during riverine transport were clearly evidenced: photo-oxidation was the main degradation driver in the Mackenzie River, while autoxidation had a clearly more important role in the Amazon River. In the Rhône River, both processes had a moderate impact on riverine suspended particulate matter (SPM), but yet, an intense autoxidation was evidence in the Rhône plume, just as it was evidenced in the Mackenzie plume.Further analyses on the collected samples allowed us to formulate – and confirm – a new hypothesis. A lipoxygenase enzymatic activity was observed and quantified in all the samples studied, at various degrees depending of local conditions. This activity was shown to be induced by the variable amounts of autoxidation- or photo-oxidation deriving hydroperoxides present in the suspended particulate matter, highest at high and low latitudes

Les systèmes côtiers pélagiques sont caractérisés par de multiples apports de matière organique particulaire (MOP) d’origine autochtone (phytoplancton) ou allochtone (continentale, benthique) dont la variabilité spatiale et temporelle peut être forte. L’objectif de ma thèse était 1) de quantifier la composition de la MOP des systèmes côtiers pélagiques, 2) de déterminer les forçages à sa dynamique spatio-temporelle et 3) d’investiguer le lien entre bactéries et composition de la MOP. Cette étude a été menée sur douze systèmes (estuaire, lagune, rias, baies, littoraux) distribués sur les trois façades maritimes françaises, en combinant rapports isotopiques et élémentaires (composition), acides gras (lien MOP-bactéries) et statistiques multivariées (forçages).A l’échelle multi-systémique et/ou intra-systémique, deux grands gradients sont observés :- un gradient côte (plus forte contribution continentale et benthique) – large (MOP phytoplanctonique), principalement lié à l’hydrodynamique sédimentaire (débits des fleuves, remise en suspension du matériel benthique) et à la proximité des sources allochtones- un gradient Sud (présence de MOP issue de la diazotrophie) – Nord (absence de cette MOP), en lien avec le statut trophique (oligo vs méso/eutrophie) des systèmes.La saisonnalité de la dynamique temporelle de la composition de la MOP est fortement variable selon les sites. Elle est généralement plus forte près de la côte et plus faible au large et en zone amont de l’estuaire étudié. Cette dynamique est également reliée à l’hydrodynamique sédimentaire.Enfin, l’étude a révélé que la biomasse bactérienne est principalement associée à la MOP continentale et benthique
Pelagic coastal systems are characterized by multiple inputs of particulate organic matter (POM) from autochthonous (phytoplankton) and allochthonous (continental, benthic) origin whose spatial and temporal variability can be high. The aims of my PhD were to 1) quantify POM composition in pelagic coastal systems, 2) determine the forcings to its spatio-temporal dynamics and 3) investigate the link between bacteria and POM composition. This study was conducted on twelve systems (estuary, lagoon, bays, rias, littoral) distributed over the three maritime facades of France by combining the use of elemental and isotopic ratios (composition), fatty acids (POM-bacteria link) and multivariate analysis (forcings).At multi-systems and/or intra-system scale, two main gradients are observed:- an inshore (higher continental and benthic contribution) - offshore gradient (phytoplanktonic POM) mainly related to hydrodynamics and sedimentary hydrodynamics (river flow, resuspension of benthic material) and to the proximity to allochthonous sources- a South (POM related to diazotrophy) – North (absence of this POM) gradient, associated to the trophic status (oligo vs meso/eutrophy) of the studied systems.The seasonality of spatio-temporal dynamics of POM composition is highly variable depending on the station. It is in general higher near the coast and lower offshore and upstream in the studied estuary. This dynamic is also strongly associated to sedimentary hydrodynamics.Finally, this study highlight that bacterial biomass is mainly associated to continental and benthic POM

Les réseaux trophiques des cours d'eau de tête de bassin sont généralement dépendants d'apports extérieurs de matière organique particulaire (MOP), principalement des feuilles provenant des berges. Ces dernières sont dégradées par les effets conjoints de facteurs abiotiques (lessivage, abrasion, fragmentation physique) et d'un cortège d'organismes : bactéries, champignons et invertébrés. Une part importante des apports de MOP est enfouie dans la zone sédimentaire des cours d'eau (zone hyporhéique) dont les caractéristiques physiques influencent l'activité des microorganismes en contrôlant les conditions chimiques dans les sédiments et déterminent la distribution verticale des invertébrés benthiques. A l'heure actuelle, peu de travaux ont cherché à quantifier l'influence des interactions entre le milieu physique et les activités des organismes sur le processus de dégradation de la MOP enfouie dans le sédiment des cours d'eau. Dans ce contexte, cette thèse a pour but d'étudier le processus de dégradation de la MOP (sous forme de feuilles), et en particulier l'impact des caractéristiques sédimentaires sur la contribution des différentes communautés d'acteurs impliquées dans ce processus (microorganismes et invertébrés). Ma thèse a permis de montrer que la structure physique du milieu influence indirectement la dégradation en contrôlant l'accessibilité (taille des interstices) de la litière enfouie pour les déchiqueteurs, et dans une moindre mesure directement, quand les échanges avec la surface sont très fortement modifiés (colmatage). Les invertébrés déchiqueteurs peuvent accélérer directement la dégradation de la matière organique lorsque cette dernière est accessible. L'impact indirect des invertébrés est lié à leur capacité à remanier le sédiment (bioturbateur ou non) et modifier les conditions physicochimiques dans le sédiment
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