Application de la chromatographie d'exclusion stérique multi-détection à l'étude de la spéciation de la matière organique dissoute en milieu estuarien et côtier

Dissolved organic matter spéciation in estuarine and Coastal ecosystesms by size exclusion chromatography multi-detection

• Auteur / Autrice : Johann Breitenstein
• Direction : Ricardo Riso
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie marine
• Date : Soutenance le 27/11/2019
• Etablissement(s) : Brest
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences de la mer et du littoral (Plouzané)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire des sciences de l’environnement marin (Plouzané, Finistère)
• Jury : Président / Présidente : Philippe Giamarchi
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Ricardo Riso, Philippe Giamarchi, Gaëtane Lespes, Marie Boye, Gabriel Dulaquais, Véronique Lenoble
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Gaëtane Lespes, Marie Boye

Mots clés

Mots clés contrôlés

Chromatographie en phase liquide

Matière organique dissoute

Mots clés libres

Matière organique dissoute

Chromatographie d’exclusion stérique

Estuaires

Océan côtier

Dissolved organic matter

Size exclusion chromatography

Estuaries

Coastal océan

Résumé

La matière organique dissoute (MOD) est un des principaux vecteurs de carbone à l’océan.Cependant, elle est profondément altérée lors de son transit dans les eaux estuariennes et son séjour en milieu côtier. L’objectif de cette thèse est d’apporter de nouveaux éléments sur la composition, le rôle dans les cycles biogéochimiques le long du transfert terre-mer et le devenir dans l’océan côtier de la MOD.L’analyse de la MOD a été réalisée à l’aide d’une technique d’analyse globale et semi-spécifique : la chromatographie d’exclusion stérique multi-détection (SEC-mDEC), qui permet de séparer la MOD en six fractions de tailles aux propriétés diverses. La dynamique de ces composés a été étudiée de manière saisonnière dans l’estuaire de l’Aulne et la rade de Brest. Dans l’estuaire, le couplage de la SECmDEC avec la fluorescence 3D a aussi été étudié.Initialement conçue pour l’analyse des eaux douces, la SEC-mDEC adaptée à l’analyse des milieux à salinité variable a permis de démontrer que la MOD est impliquée dans de nombreux processus biogéochimiques. Dans l’estuaire de l’Aulne, elle permet de tracer les apports terrigènes et marins.Des modifications substantielles sont apportées à la MOD par le développement des microorganismes et les processus de flocculation en amont du gradient halin. Dans la rade de Brest, l’ensemble des fractions de taille permet de dessiner un continuum de réactivité autour de la dégradation bactérienne du bloom phytoplanctonique. Ces résultats démontrent que l’utilisation du seul carbone organique dissous global des échantillons n’est pas suffisante pour contraindre la dynamique de la MOD dans le continuum terre-mer.

Dissolved organic matter (DOM) is one of the most important vector of carbon to the ocean.However, DOM is deeply altered during its transit through estuarine waters and its residence time in Coastal waters. The purpose of this thesis is to bring new insights on the DOM composition, role in biogeochemical cycles during land-sea transfer and fate in Coastal areas. DOM analysis was performed with a global and semi-specific tool: size-exclusion chromatography multi-detection (SEC-mDEC), which allow the separation of DOM into six size fractions of different nature. Dynamics of these compounds are studied seasonally in the Aulne estuary and the bay of Brest. The coupling between SEC-mDEC and 3D fluorescence was studied in the estuary.Initially design for freshwater analysis, the adapted SEC-mDEC for estuarine and marine water analyses permitted the demonstration that DOM is involved in several biogeochemical processes. In the Aulne estuary, DOM tracks the contribution of both riverine and marine sources. Substantial changes are made to the DOM by microorganisms and flocculation processes upstream. In the Bay of Brest, ail fractions enable to design a reactivity continuum from the bacterial degradation of the phytoplanktonic bloom.Results demonstrate that the single use of the global dissolved organic carbon is not enough to constrain DOM dynamic in the land-sea continuum.