Influence des apports d'eaux souterraines sur le fonctionnement hydrologique et biogéochimique des lagunes méditerranéennes : cas de la lagune de l'Or

Influence of groundwater inputs on the hydrological and biogeochemical functioning of coastal mediterranean lagoons : case of Or lagoon

• Auteur / Autrice : Marine David
• Direction : Annie Fiandrino, Thomas Stieglitz
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences de la Mer
• Date : Soutenance le 26/11/2019
• Etablissement(s) : Montpellier
• Ecole(s) doctorale(s) : GAIA (Montpellier ; École Doctorale ; 2015-...)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Unité Mixte de Recherche CNRS-IFREMER-IRD-UM 9190 MARBEC Marine Biodiversity, Exploitation and Conservation Université de Montpellier
• Jury : Président / Présidente : Pieter Van Beek
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Annie Fiandrino, Thomas Stieglitz, Pieter Van Beek, Pierre Anschutz, Olivier Radakovitch, Vanina Pasqualini, Jean-Christophe Maréchal
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Pierre Anschutz, Olivier Radakovitch

Mots clés

Mots clés contrôlés

Eutrophisation

Eau -- Pollution par les nutriments

Écologie des lagunes

Mots clés libres

Eau souterraine

Recirculation

Lagune de l'Or

Continuum terre-Mer

Eutrophisation

Sédiments

Groundwater

Pore water recirculation

Or lagoon

Land-Sea continuum

Eutrophication

Sediments

Résumé

A l’interface entre le continent et la mer, les lagunes côtières méditerranéennes sont vulnérables aux apports excessifs de nutriments issus des activités anthropiques, causant des phénomènes d’eutrophisation. Malgré les mesures de gestions mises en place sur les bassins versants, certaines lagunes telles que la lagune de l’Or restent en mauvais état, ce qui met en évidence la nécessité d’améliorer nos connaissances sur le fonctionnement du continuum terre-mer, en y intégrant les apports par les eaux souterraines, peu étudiés jusqu’à présent. Ces travaux de thèse ont donc cherché à compléter les connaissances concernant les deux processus d’apport issus des eaux souterraines : 1) les apports d’eaux souterraines continentales, qui constituent une source exogène de nutriments issus des aquifères et 2) les apports issus de la recirculation de l’eau interstitielle des sédiments, qui remobilisent des nutriments au sein de la lagune. Les investigations se sont concentrées sur la lagune de l’Or. Les travaux sur le bassin versant ont permis de comprendre les interactions entre l’aquifère et les eaux de surface, ainsi que d’estimer la part des flux d’azote et de phosphore issue des eaux souterraines continentales et véhiculée à la lagune à travers les cours d’eau. Au sein de la lagune, les résultats des expérimentations in situ, couplant des mesures de profil de température dans les sédiments et de flux biogéochimiques à l’interface eau/sédiment, indiquent que les processus de recirculation de l’eau interstitielle sont faibles dans ce contexte de mauvais état. Enfin, sur la base de ces travaux et d’une synthèse des connaissances acquises par ailleurs, un bilan de nutriments à l’échelle de la lagune de l’Or a été proposé et a permis de préciser le fonctionnement écologique complexe de cette lagune. Ces travaux de thèse ont contribué à améliorer notre compréhension des processus d’apport en nutriments sur le continuum terre-mer et permettront aux gestionnaires des milieux de prioriser les actions à mener dans un objectif d’atteinte du bon état écologique des lagunes méditerranéennes.

At the interface between the continent and the sea, Mediterranean lagoons are vulnerable to excessive nutrient inputs from anthropogenic activities, causing eutrophication of the water bodies. Even management actions have been implemented on the watershed to reduce nutrient fluxes to the coastal zone, some lagoons remain in a bad ecological status according to the Water Frame Directive, highlighting the need for improving our understanding of the land-sea continuum. On the Mediterranean coast, little is known on groundwater inputs, their associated nutrient fluxes and their impact on lagoons in a bad ecological status. The aim of this PhD thesis was to improve our understanding of two main hydrological processes associated with groundwater: 1) continental groundwater inputs, as a new nutrient source to the lagoon from the adjacent aquifers and 2) pore water recirculation, driving nutrient from sediments to the water column through advective water flow, as a regenerated nutrient source. Or lagoon, whose bad ecological status has not improved over the last decade despite management actions, was chosen as a study site. Investigations the watershed revealed that important loads of nitrogen, originating from continental groundwater, was discharged to the lagoon through the streams. Experiments on lagoon sediments suggested that the muddy characteristics of Or lagoon induced low pore water recirculation fluxes. Hence, the majority of groundwater inputs to Or lagoon occurs through the streams from the continental aquifer. An annual nutrient budget enabled to conclude that given the importance of two main contributors (canalette and Rhône to Sète canal), groundwater inputs are not the major nutrient source to Or lagoon. The work carried out in this lagoon in a bad ecological status contributes to improving our understanding of nutrient fluxes on the land-sea continuum, in order to prioritize actions to be implemented to reach a good ecological status on Mediterranean lagoons.