Les flux de carbone le long du continuum terre-océan en Europe par modélisation et observations.

par Céline Gommet

Projet de thèse en Océan, atmosphère, climat et observations spatiales

Sous la direction de Philippe Ciais et de Pierre Regnier.

Thèses en préparation à université Paris-Saclay en cotutelle avec l'Université libre de Bruxelles , dans le cadre de École doctorale des sciences de l'environnement d'Île-de-France , en partenariat avec Laboratoire des Sciences du Climat et de l'Environnement - DRF (laboratoire) et de Université de Versailles-Saint-Quentin-en-Yvelines (référent) depuis le 01-11-2017 .


  • Résumé

    L'objectif de cette thèse est d'effectuer une estimation des flux de CO2 émis vers l'atmosphère par les rivières et les lacs en Europe, ainsi que d'établir des projections pour les futures émissions. Il a été démontré que ces flux représentent une part importante des budgets carbone, tant régionaux que globaux. La principale source du CO2 émis par les rivières et les lacs est le carbone organique dissout (COD) et particulaire (COP) libéré par les sols. Ainsi, une meilleure connaissance des émissions des rivières pourra indirectement fournir une meilleure estimation de la séquestration du carbone dans les sols. Les variations temporelles et spatiales des émissions de CO2 par les rivières et les lacs seront modélisées en utilisant le modèle ORCHILEAK qui couple les processus des écosystèmes, les émissions de carbone des sols vers les sources des rivières par ruissellement et drainage, le transport et la décomposition du carbone dans les rivières jusqu'à son export vers l'océan côtier. Une version globale de ce modèle, déjà développée par l'ULB et le LSCE, sera adaptée lors de cette thèse afin de décrire plus précisément les processus spécifiques qui gouvernent le transport et les émissions de CO2 dans les rivières et les lacs en Europe, notamment les facteurs humains comme l'érosion, la gestion des écosystèmes et la gestion des déchets. Pour pouvoir réaliser des projections des futures émissions de CO2 par les rivières et les lacs, la doctorante utilisera les scénarios SSP-RCP de changement climatique et d'utilisation des sols développés pour le prochain rapport du GIEC notamment. En Europe, de nombreuses mesures de COD, de COP et de CO2 dissout sont accessibles pour de nombreux ruisseaux, la plupart via l'ULB ; ces mesures seront utilisées pour évaluer les résultats et calibrer les paramètres du modèle ORCHILEAK. Cette thèse devrait aboutir à des avancées cruciales pour mieux quantifier le budget de CO2 européen, ainsi que dans le développement de la nouvelle génération des Modèles Système Terre.

  • Titre traduit

    Carbon fluxes along the European land-to-ocean continuum estimated by models and observations.


  • Résumé

    The goal of the proposed PhD is to estimate the CO2 fluxes outgassed to the atmosphere by rivers and lakes across Europe, and project their future evolution. This flux has been shown to be an important component of carbon budgets, both globally and regionally. The main source of CO2 outgassed by rivers and lakes is the decomposition of dissolved (DOC) and particulate organic carbon (POC) lost by soils to aquatic systems. These transfer and transformation of organic carbon decrease the soil carbon sequestration capacity and, therefore, the quantity of anthropogenic carbon accumulating in the plant-soil system could be significantly smaller than previously thought. The time and space variation of CO2 outgassed by rivers and lakes will be modeled using the ORCHILEAK model that couples ecosystem processes, carbon emissions from soils to river headstreams by runoff and drainage, carbon decomposition and transport in rivers until export to the coastal ocean. A global version of this model, already developed by ULB and LSCE, will be adapted during the PhD project to describe more realistically the specific processes controlling rivers and lakes carbon transport and CO2 outgassing over Europe, namely the human drivers of erosion, ecosystem management, and human waste management. To make future projections of CO2 outgassing by lakes and rivers the PhD candidate will use climate change scenarios and land use projections from the SSP-RCP scenarios developed for e.g. the IPCC upcoming assessment report. In Europe, many measurements of DOC, POC and dissolved CO2 are available for a diversity of streams; these measurements will be used to calibrate the parameters of the ORCHILEAK model and validate the model results. This PhD is expected to make a breakthrough in the quantification of the European CO2 budget and in the development of the next generation of Earth System Models of the coupled carbon cycle-climate system.