L’enregistrement sédimentaire des événements hypoxiques historiques dans l’estuaire de la Loire : réactivité des phases minérales et proxies géochimiques

Sedimentary record of historical hypoxic events in the Loire estuary : mineral phases reactivity and geochemical proxies

• Auteur / Autrice : Mohammed Barhdadi
• Direction : Edouard Metzger, Aurélia Mouret, Christine Barras
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Géosciences marines
• Date : Soutenance le 22/04/2025
• Etablissement(s) : Angers
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Végétal, Animal, Aliment, Mer, Environnement (Angers ; 2022-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire de Planétologie et Géosciences (Nantes) - Laboratoire de Planétologie et Géodynamique de Nantes [UMR 6112] / LPGN
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Vincent Bouchet, Vona Méléder-Tard, Julien Richirt
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Pierre Anschutz, Didier Jézéquel
• DOI : 10.70675/ae297a72za668z4ffcz9625z2b805e2bb882

Mots clés

Mots clés contrôlés

Foraminifères benthiques

Anoxie

Eau -- Pollution par les nutriments

Eutrophisation

Biogéochimie

Loire, Estuaire de la (Loire-Atlantique)

Mots clés libres

Nutriments

Loire

Estuary

Hypoxia

Nutrients

Biogeochemistry

Sediment

Benthic foraminifera

Résumé

L’estuaire de la Loire, menacé par le processus d’eutrophisation et soumis à des variations hydrodynamiques importantes, est un écosystème macrotidale où les hypoxies récurrentes soulèvent des enjeux majeurs pour la qualité de l’eau et la biodiversité. Si les apports en nutriments ont diminué ces dernières décennies, la persistance des hypoxies suggère un rôle clé des sédiments dans le recyclage des éléments biogéochimiques. Cette thèse explore la dynamique du manganèse (Mn), du fer (Fe) et du phosphore (P) dans les sédiments estuariens en examinant leur stockage sous différentes phases minérales et leur remobilisation en fonction des conditions redox et hydrodynamiques. Elle évalue également l’utilisation des pores des foraminifères benthiques comme indicateurs environnementaux. L’analyse des phases authigènes, notamment la vivianite et les sulfures de fer, révèle que l’eutrophisation est davantage marquée par les signatures géochimiques que par la microfaune. En effet, si l’approche basée sur la porosité ne permet pas de retracer directement les hypoxies, elle met en évidence l’impact des aménagements anthropiques au début du 20ème siècle sur l’estuaire. Ces résultats soulignent la nécessité d’une approche multi-proxy pour reconstruire l’évolution de l’oxygénation et mieux intégrer le rôle des sédiments dans la gestion environnementale de l’estuaire.

The Loire Estuary, impacted by eutrophication and subjected to significant hydrodynamic variations, is a macrotidal ecosystem where recurrent hypoxies raise major concerns for water quality and biodiversity. Although nutrient inputs have decreased in recent decades, the persistence of hypoxies suggests a key role of sediments in the recycling of biogeochemical elements. The aim of this work was to explore the dynamics of manganese (Mn), iron (Fe), and phosphorus (P) in estuarine sediments by examining their storage in different mineral phases and their remobilization depending on redox and hydrodynamic conditions. It also evaluates the use of benthic foraminiferal shell pores as environmental proxy. The analysis of authigenic phases, particularly vivianite and iron sulfides, reveals that eutrophication is more distinctly marked by geochemical signatures than by microfauna. Indeed, while the porosity-based approach does not directly trace hypoxies, it highlights the impact of anthropogenic developments at the beginning of the 20th century on the estuary. These results underline the necessity of a multi proxy approach to reconstruct the evolution of oxygenation and better integrate the role of sediments in the environmental management of the estuary.