Contribution à l'étude de la dynamique d'échange du phosphore dans les sédiments d'une vasière intertidale de l'estuaire de Seine

Contribution to the study of the phosphorus exchange dynamic in the sediments of an intertidal mudflat of Seine estuary

• Auteur / Autrice : Gabriel Bally
• Direction : Jean-Paul Dupont, Valérie Mesnage
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Géologie
• Date : Soutenance en 2003
• Etablissement(s) : Rouen

Mots clés

Mots clés contrôlés

Géochimie

Sédiments (géologie)

Vase (dépôt)

Nutriments

Eau -- Teneur en carbone

Seine, Vallée basse de la (France)

Sédiments des estuaires

Mots clés libres

Carbone organique dissous

Résumé

Le suivi saisonnier de la géochimie de l'eau interstitielle, par la technique des dialyseurs, mené dans le cadre du programme de recherche Seine-Aval II (projet '' DyVa '') permet de proposer un modèle conceptuel de dégradation de la matière organique, qui apparaît fortement contraint par l'hydrodynamisme du milieu et les cycles érosion-dépôts en particulier. Les flux dissous à l'interface de la vasière sont négligeables par rapport à ceux calculés plus en amont (Poses). Par contre les flux particulaires sont significatifs, la vasière se comporte en hiver et au printemps comme une source de phosphore particulaire, et comme un puits en été. Le suivi en laboratoire des cinétiques de désorption du phosphore montre que le relargage de cet élément est contraint par une cinétique rapide puis lente dépendante de la notion de phosphore échangeable. De plus, la comparaison des coefficients de distribution (KD) montre le comportement similaire des sédiments de la colonne d'eau (MES) et de ceux de la vasière en terme de dynamique d'échange du phosphore. Ces résultats montrent l'importance de cette vasière intertidale dans la dynamique d'échange du phosphore à l'embouchure : en hiver, en phase érosive, elle génère des flux de phosphore particulaire ; tandis qu'en été, soumise à des dépôts enrichis en matière organique, elle produit des flux de nutriments. Ce travail met en valeur l'efficacité d'une approche pluridisciplinaire dans ces milieux fortement contraints par les processus hydrodynamiques. De plus, il met en évidence la nécessité du couplage dans des modèles numériques des processus sédimentaires et géochimiques pour compléter la compréhension du cycle des nutriments.

This study deals with the phosphorus biogeochemical cycle in the sediments of a Seine estuary intertidal mudflat. It relies on two complementary approaches including a field survey and laboratory's experiments. The intertidal areas, preferential places for fine materials accumulation, allow the trapping of organic and mineral particles. Thus, the main aim of this work is to study the role of this mudflat in term of source and/or sink of nutrients and dissolved organic carbon. The seasonnal survey of porewater chemistry, with the peeper's technic, conducted in the Seine-Aval II program (the ''DyVa'' project), allows to propose a conceptual model of organic matter degradation, which appears to be forced by the hydrodynamic and more particularly by the erosional/depositional cycles. The dissolved fluxes at the mudflat interface are negligible regarding on which are calculated dowstream (Poses). On the other hand, the particulate fluxes are significant; the mudflat acts as a source in winter and spring, and as a sink in summer. The laboratory's experiments of the phosphorus desorption kinetics show that the release of this nutrient is forced by a fast and a slow kinetic linked with the exchangeable phosphorus concept. Moreover, the distribution coefficient (KD) comparison shows a similar behavior between the intertidal sediments and the suspended particulate matter in term of phosphorus dynamic. These results show the importance of this intertidal mudflat in the dynamic at the Seine mouth: in winter, during the erosive stage, it generates phosphorus particulate fluxes; while, in summer, during a deposit enriched in organic matter, the mudflat generates dissolved nutrient fluxes. In one hand, this work highlights the power of an interdisciplinary approach in studying this environnement. In the other hand, it highlights the necessity to link the intertidal mudflats to the numerical models of sedimentological and geochemical processi in order to increase the understanding of nutrient cycle in the Seine estuary.