Benthic silicon cycle in estuaries : monitoring and modelling at different spatio-temporal scales

Cycle benthique du silicium dans les estuaires : observations et modélisation à différentes échelles spatio-temporelles

• Auteur / Autrice : Mélanie Raimonet
• Direction : Laurent Mémery, Olivier Ragueneau
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biologie marine
• Date : Soutenance en 2011
• Etablissement(s) : Brest

Mots clés

Mots clés contrôlés

Cycle du silicium

Écologie benthique

Biologie des estuaires

Mots clés libres

Interface terre-mer

Sédiment

Hétérogénéités

Rétention

Land-sea interface

Sediment

Heterogeneity

Retention

Résumé

Les estuaires sont des zones complexes et hétérogènes, soumises à de fortes pressions anthropiques, qui peuvent avoir un rôle déterminant de filtre lors du transport et de la transformation de la matière vers les zones côtières. Le cycle du silicium (Si), essentiel à la croissance des diatomées qui constituent la base des réseaux trophiques sains, est encore mal défini au sein de ces interfaces. Cette thèse a pour objectif d’étudier le cycle benthique du Si dans les deux principaux estuaires de la Rade de Brest. Afin d’aborder les interactions d’échelles propres aux estuaires, et de les intégrer aux estimations de flux, les hétérogénéités spatiales et les variations tidales du cycle benthique du Si ont été quantifiées et comparées aux variations saisonnières le long des estuaires. Dans le but d’étudier les interactions entre les cycles de la matière (N, P, C, Si) exerçant un contrôle sur le fonctionnement des écosystèmes côtiers, les interactions entre Si et Pont été explorées et semblent favoriser la rétention de P. Enfin, le cycle benthique du Si a été étudié à l’aide d’u outil de modélisation de la diagénèse précoce, afin de palier à la difficile estimation directe des flux de dépôt dans les estuaires, et évaluer le rôle des estuaires dans la rétention et le recyclage de Si. Cette première contribution à l’étude du fonctionnement du cycle du Si dans les estuaires de la Rade de Brest ouvre de nombreuses perspectives en termes d’études de processus et de modélisation, que ce soit dans la perspective d’un modèle intégré du continuum terre-mer de la Rade de Brest, ou d’un modèle générique du cycle du Si ai sein des marges continentales.

Estuaries are complex and heterogeneous areas, subject to many anthropogenic activities, which can have strong filtering capacities during transport and processing of terrestrial matter to coastal zones. The cycling of silicon (Si), which is essential for the growth of diatoms constituting the basis of healthy food webs, is coarsely defined at these interfaces (Dürr et al. , 2011). This thesis aims to study the benthic Si cycle in the two main estuaries of the Bay of Brest. To address the interactions of scales and to integrate them in flux estimates spatial heterogeneity and tidal variations of benthic Si cycle were quantified and compared with seasonal variations along estuaries. In order to study the interactions between the different cycles of matter (N, P, C, Si) controlling the functioning of coastal ecosystems, the interactions between Si and P have been explored and appear to favor the retention of P. Finally, the benthic cycle of Si was studied using a diagenetic model to estimate deposition fluxes, that are difficult to estimate directly in estuaries, and to evaluate the retention and recycling of Si at a seasonal scale. This first contribution to the study of the Si cycle in the estuaries of the Bay of Brest offers many opportunities in terms of experimental studies and modelling, whether from the perspective of an integrative model of the land-sea interface in the Bay of Brest, or from the implementation of a generic model of the Si cycle in continental margins.