Institut Méditerranéen d’Océanologie
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Soutenance de thèse d’Arnaud GUYENNON

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Arnaud GUYENNON soutiendra sa thèse le jeudi 17 décembre 2015 à 14h00 à l’Amphithéâtre OCEANOMED, Bât 26M, 163 avenue de Luminy, 13009 Marseille, sur le sujet suivant : Etude de l’exportation de carbone organique à l’échelle de la mer Méditerranée à l’aide de la modélisation couplée physique/biogéochimie.

Résumé

Ce travail s’inscrit dans le cadre du projet SIMED fédérant notamment les activités de modélisation à l’échelle du bassin méditerranéen, et plus globalement dans le programme MERMEX qui vise à étudier les cycles biogéochimiques en mer Méditerranée et leur évolution future.
L’étape préliminaire en a été de coupler la plateforme de modélisation hydrodynamique (NEMO) à celle de modélisation biogéochimique mécaniste (Eco3M), afin de réaliser une simulation (2000-2012) utilisant les sorties hydrodynamiques de la configuration NEMO-MED12 pour forcer le modèle biogéochimique Eco3M-MED.
Les nombreuses comparaisons menées dans cette thèse entre les sorties du modèle et les mesures biogéochimiques disponibles (chlorophylle, sels nutritifs, production primaire, etc.) ont aidé à s’assurer de la capacité du modèle à reproduire les principales caractéristiques biogéochimiques de la Méditerranée.

Une analyse détaillée de la nature des processus responsables de la production de carbone organique particulaire (POC) et dissous a pu être conduite, ainsi qu’une analyse des différences qui en résultent en terme de distribution spatiale et de dynamique temporelle des stocks de DOC et POC.
Les résultats montrent que la production de carbone organique particulaire est restreinte aux régions de forte dynamique physique, tandis que l’accumulation de carbone organique dissous dans les eaux de surface est présente dans la plupart des régions du bassin.
Ce dernier processus s’est avéré fortement dépendant des contenus cellulaires du phytoplancton et des bactéries hétérotrophes, eux mêmes contrôlés par les fortes limitations en phosphore.
La dynamique des quotas intracellulaires en éléments biogènes au sein des organismes fournis par le modèle Eco3M-MED a ainsi permis d’expliquer les principales caractéristiques spatio-temporelles de l’accumulation de carbone organique dissous dans les couches de surface.
Deux formes d’accumulation ont été identifiées : la première correspond à un découplage entre une forte production de carbone organique dissous au printemps et une consommation plus tardive en hiver ; la seconde correspond à une production progressive de carbone organique dissous en période stratifiée.

Finalement, ce travail a permis de généraliser le rôle majeur joué par le carbone organique dissous (DOC) dans la pompe biologique à l’échelle d’une région océanique : la mer Méditerranée.
D’après le modèle, la fraction dissoute du carbone organique contribuerait à hauteur de 64 % à l’exportation dans le bassin Ouest, et de 90 % dans le bassin Est.
Le bassin Est -en dépit de sa plus forte oligotrophie- s’avère participer à près de 60 % à l’exportation de carbone organique en mer Méditerranée.

Mots-clefs : mer Méditerranée, pompe biologique, modèle mécaniste, quotas cellulaires, biogéochimie, accumulation de DOC