Réponse des processus biochimiques d’une tourbière soumise à des fluctuations du niveau d’eau

par Jo De Ridder

Thèse de doctorat en Sciences de la terre

Sous la direction de Luc Aquilina.

Soutenue en 2012

à Rennes 1 .


  • Résumé

    Les tourbières remplissent une importante fonction de régulation des cycles biogéochimiques. Elles sont très sensibles aux modifications du régime hydrologique qui résultent du climat ou de pressions anthropiques. Les effets négatifs se répercutent à la fois sur la structure physique de la tourbe et sur la qualité des eaux du milieu. Le travail présenté dans cette thèse applique une approche interdisciplinaire en combinant hydrologie, géophysique, hydrochimie, biologie et modélisation numérique. Le site d’investigation est une prairie tourbeuse située dans la presqu’Île du Cotentin, en Normandie. Trois grands axes sont présentés : 1) une étude sur l’hydrologie du système intégrant l’impact des pressions anthropiques (pompage dans l’aquifère sous-jacent et changement climatique) 2) une description des processus biochimiques en jeu et l’impact de cycles répétés de mise en eau et de drainage 3) une étude de l’altération de ces processus en réponse à des changements environnementaux (assèchement et qualité de l’eau de recharge). Une première approche par datation des eaux souterraines, combinée à l’analyse chimique de ces eaux, a permis d’acquérir une compréhension conceptuelle de l’aquifère. Le temps de résidence moyen est de 55 ans et la vulnérabilité de l’aquifère aux pollutions est mise en évidence. Enfin, la modélisation met en évidence les interactions entre l’aquifère et la zone humide et prédit un impact important d’un accroissement du pompage et du changement climatique sur les niveaux d’eau pouvant provoquer un assèchement de la tourbe et sur les débits des cours d’eau. L’étude confirme que la vulnérabilité biochimique de la tourbe aux changements environnementaux, tel que l’état d’aération, est très dépendante de la qualité de la tourbe. Une tourbe plus dégradée, où les teneurs en nutriments et biomasse sont plus faibles, est plus sensible aux processus d’oxydation, qui entraînent une acidification importante, un relargage de sulfates et un lessivage de cations. La remise en eau d’une tourbe soumise à un assèchement prolongé intensifie ces processus et est clairement destructrice. Les résultats confirment que des conditions anaérobies doivent être favorisées dans la gestion des tourbières, mais qu’une légère fluctuation des niveaux n’altère pas son fonctionnement.

  • Titre traduit

    Biochemical peatland sensitivity to water table fluctuations


  • Résumé

    Wetlands are recognized to play an important role in regulating global biogeochemical cycles. Actually they serve as sinks, sources and transformers of nutrients. They are very sensitive to changes in hydrology that may be brought about by climate or anthropogenic pressures. Negative impacts affect both the physical structure of the peat and the water quality. The work presented here applies an interdisciplinary approach by combining hydrology, geophysics, hydrochemistry, biology and numerical modelisation. The investigated site is a peatland meadow located in Normandy, NW France. Are presented : 1) a hydrological study including the impact of increasing water extraction in the underlying aquifer and climate change 2) the involved biochemical processes in the peatland, in response to repeated wettings and drainings 3) how these processes are altered by environmental changes (desiccation and water quality recharge). A first approach by groundwater dating, combined to chemical characterization, enabled to gain knowledge on the aquifer conceptual functioning. The mean water residence time is of about 55 years and aquifer vulnerability to pollution is evidenced. Finally, the modelisation highlights the interactions between the wetland and the aquifer and predicts an important impact of groundwater extraction and climate change on the wetland water levels that may lead to desiccation and on the stream flows. The study confirms that peat biochemical vulnerability is highly dependant on the peat quality. A more degraded peat, i. E. With lower nutrient and biomass content, is more sensitive to oxidation processes, which results in important acidification and sulphate and cations leaching. Desiccation increases these processes and is clearly destructive. The results confirm that, while anaerobic conditions must be favoured in peatland management, regular small water table fluctuations do not disturb the peat functioning, as a nutrient transformer.

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Cette thèse a donné lieu à une publication en 2012 par Géosciences-Rennes à Rennes

Réponse des processus biochimiques d'une tourbière soumise à des fluctuations du niveau d'eau


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La version de soutenance existe sous forme papier

Informations

  • Détails : 1 vol. (222 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. p. 189-197

Où se trouve cette thèse ?

  • Bibliothèque : Université de Rennes I. Service commun de la documentation. Section sciences et philosophie.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : TA RENNES 2012/145
Voir dans le Sudoc, catalogue collectif des bibliothèques de l'enseignement supérieur et de la recherche.
Cette thèse a donné lieu à 1 publication .

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Cette thèse a donné lieu à une publication en 2012 par Géosciences-Rennes à Rennes

Informations

  • Sous le titre : Réponse des processus biochimiques d'une tourbière soumise à des fluctuations du niveau d'eau
  • Dans la collection : Mémoire de géosciences , 143 , 1240-1498
  • Détails : 1 vol. (222 p.)
  • Notes : "Thèse soutenue sous le sceau de l'Université Européenne de Bretagne".
  • ISBN : 2-914375-84-0
  • Annexes : Bibliogr. p. 189-197. Résumés en français et en anglais
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