Biomarqueurs moléculaires d'occupation des sols, du sol au sédiment : exemple du bassin-versant et du lac d'Aydat (Puy-de-Dôme)

Molecular biomarkers of land use, from soil to sediment : example of the catchement and of the lake Eydat (French Massif Central)

• Auteur / Autrice : Marlène Lavrieux
• Direction : Jean-Gabriel Bréhéret, Jean-Robert Disnar
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences de la terre, spécialité Géochimie moléculaire
• Date : Soutenance le 08/12/2011
• Etablissement(s) : Tours
• Ecole(s) doctorale(s) : Ecole doctorale Santé, sciences, technologies (Tours)
• Partenaire(s) de recherche : Equipe de recherche : Institut des sciences de la terre d'Orléans (2010-....)
• Jury : Président / Présidente : André Amblès
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Jean-Robert Disnar, Raymond Michels, Philippe Schaeffer, François Baudin

Mots clés

Mots clés contrôlés

Bassins hydrographiques

Sols

Forêts résineuses

Prairies

Principe anthropique

Puy-de-Dôme (France)

Utilisation du sol

Aydat, Lac d' (Puy-De-Dôme)

France

Sédiments lacustres

Marqueurs biologiques

Mots clés libres

Sédiments lacustres

Sol

Biomarqueurs moléculaires

Occupation des sols

Lacustrine sediment

Molecular biomarkers

Landuse

Anthropication

French Massif Central

Grassland

Conifer forests

Pastures

Soil

Résumé

Cette étude propose une analyse intégrée de biomarqueurs moléculaires de sols, depuis leur site de production jusqu'à leur archivage sédimentaire lacustre. Un inventaire des lipides neutres est d'abord réalisé sur des sols d'usages contrastés : prairies/pâtures et forêts. Globalement, cette approche permet de distinguer (1) des composés linéaires ubiquistes, et (2) des composés (poly-)cycliques, généralement spécifiques. Parmi ces derniers figurent les acétates de triterpényle et les méthoxyserratènes, respectivement biomarqueurs d'Astéracées et de Pinacées. La persistance de l'empreinte moléculaire d'un ancien usage des sols est aussi démontrée. Ensuite, l'analyse multi-proxy d'une carotte sédimentaire couvrant les 6700 dernières années révèle l'impact prépondérant des activités humaines sur le fonctionnement hydrologique du lac, depuis l'époque gallo-romaine. Les assemblages moléculaires précédemment définis dans les sols sont globalement retrouvés, associés à un nouveau biomarqueur spécifique du chanvre, d'intérêt paléoenvironnemental. Une tentative de reconstitution des anciennes occupations des sols apparaît conforme aux données historiques et paléoenvironnementales antérieures.

This study proposes an integrated analysis of molecular biomarkers of landuse, from their genesis in soils to their archiving in the lacustrine sediment. An inventory of neutral lipids is realized on soils of two contrasted landuses: grassland/pasture and forest. This approach globally allows to distinguish (1) ubiquist linear compounds and (2) (poly-)cyclic compounds, generally specific. Among these ones, triterpenyl acetates and methoxyserratenes are detected and are respectively biomarkers of Asteraceae and Pinaceae. The persistence of a molecular imprint of an ancient landuse is also demonstrated. Then, the multi-proxy analysis of a sedimentary core, covering the last 6700 years, shows the prominent impact of human activities on the hydrologic functioning of the lake since the gallo-roman period. Molecular assemblages previously defined in soils are globally detected in sediments, associated with a new specific biomarker of hemp, of palaeoenvironmental interest. Hypotheses for the reconstitution of past landuses appear to be consistent with previous historical and palaeoenvironmental data.