Thèse soutenue

Contrôles physiques, chimiques et biologiques des flux de gaz à l'interface sol-atmosphère

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Auteur / Autrice : Clément Alibert
Direction : Eric Pili
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Sciences de la Terre et de l'environnement
Date : Soutenance le 09/10/2020
Etablissement(s) : Université Paris sciences et lettres
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences de la terre et de l'environnement et physique de l'univers (Paris ; 2014-....)
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : École normale supérieure (Paris ; 1985-....). Laboratoire de géologie
Établissement de préparation de la thèse : École normale supérieure (Paris ; 1985-....)
Jury : Président / Présidente : Florence Habets
Examinateurs / Examinatrices : Eric Pili, Florence Habets, Laurent Charlet, Corinne Loisy, Marina Gillon, Pierre Barré
Rapporteurs / Rapporteuses : Laurent Charlet, Corinne Loisy

Mots clés

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Résumé

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La maitrise des flux de gaz du sol vers l’atmosphère est d’importance pour plusieurs questions sociétales à forts enjeux. La mesure et l’extrapolation de ces flux est un exercice complexe du fait de leur variabilité spatiale et temporelle. Cette variabilité est liée aux nombreux processus, souvent intriqués, qui contrôlent le transport des gaz dans les sols et à l’interface sol-atmosphère. Un dispositif novateur a été développé au sein d’une plateforme expérimentale pour permettre l’étude des flux de gaz en surface d’une colonne de sol placée en conditions contrôlées, avec un suivi à long terme et à haute résolution de nombreux paramètres. Les mécanismes physiques, chimiques et biologiques responsables des variations des flux de gaz à l’interface sol-atmosphère peuvent ainsi être appréhendés séparément. Cette étude s’est particulièrement attachée aux effets du métabolisme des plantes (évapotranspiration, respiration et photosynthèse) ainsi qu’à la teneur en eau et à la pression barométrique. Ces mécanismes jouent sur le gradient de pression qui contrôle le transport advectif des gaz. Un flux de gaz constant à la base d’un sol peut ainsi montrer des variations transitoires significatives sur des échelles de temps allant de plusieurs heures à plusieurs jours. Un travail de modélisation numérique a été initié bien qu’aucun code ne soit actuellement en mesure de rendre compte du transport diphasique en présence de fronts air/eau avec évaporation. Les nombreux résultats expérimentaux obtenus permettront de valider les développements nécessaires.