Reconstruction des transferts de sédiments dans les grands bassins versants agricoles d'Amérique du Sud pendant l'Anthropocène à partir du couplage entre modèles d'érosion et analyses d'archives sédimentaires

Reconstructing sediment transfers in large agricultural basins of South America during the Anthropocene through the coupling of soil erosion models and sediment core analyses

• Auteur / Autrice : Amaury Bardelle
• Direction : Olivier Evrard
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Géosciences
• Date : Inscription en doctorat le 01/10/2023
• Etablissement(s) : université Paris-Saclay
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale des sciences de l'environnement d'Île-de-France
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire des Sciences du Climat et de l'Environnement - DRF
• Partenaire(s) de recherche : Equipe de recherche : Géochimie Des Impacts (GEDI)
• Partenaire(s) de recherche : Référent : Université de Versailles-Saint-Quentin-en-Yvelines

Mots clés

Mots clés libres

Modélisation

Traçage sédimentaire

Datation

Érosion des sols

Radionucléides

Cascade sédimentaire

Radionuclides

Sediment cascade

Sediment tracing

Dating

Modelling

Soil erosion

Résumé

Les radionucléides artificiels émis par les essais nucléaires atmosphériques se sont déposés sur les sols du monde entier depuis la seconde guerre mondiale. Ils constituent à ce titre les marqueurs stratigraphiques privilégiés des couches de l'Anthropocène, cette période la plus récente de l'histoire où les activités humaines sont devenues la force géologique dominante sur la planète. L'émission de ces radionucléides coïncide avec la période dite de la Grande Accélération qui est caractérisée par une accélération de la dégradation des sols en réponse à des changements d'occupation des sols et des pratiques agricoles à travers le monde. Ces changements sont particulièrement marqués en Amérique du Sud, où de nombreux écosystèmes naturels ont été mis en culture pour la première fois à partir des années 1960. Cette expansion agricole s'est fortement accélérée à partir des années 1990. L'ampleur de la dégradation des sols et son évolution historique continuent toutefois à faire débat, et les données manquent pour pouvoir réaliser des reconstructions détaillées et fiables des processus d'érosion des sols au cours des dernières décennies, et pour en déterminer les causes. Dans ce contexte, l'objectif de cette thèse vise à coupler plusieurs méthodes (collecte et analyse d'archives sédimentaires, modélisation de l'érosion, traçage sédimentaire) pour reconstruire les processus d'érosion et de sédimentation et leur évolution spatio-temporelle à l'échelle de grands bassins versants agricoles d'Amérique du Sud au cours des dernières décennies. Le principal site d'étude pressenti est celui du bassin drainé par le barrage hydroélectrique de Salto Grande (242 000 km²), co-géré par l'Uruguay et l'Argentine, mais drainant principalement des terrains agricoles situés au sud du Brésil. La thèse s'inscrira dans le cadre du projet franco-suisse (ANR/SNF) AVATAR (A reVised dATing framework for quantifying geomorphological processes during the AnthRopocene ; 2023–2027) coordonné par le Laboratoire des Sciences du Climat et de l'Environnement (LSCE) et l'Université de Bâle. La thèse sera co-encadrée par des chercheurs du Laboratoire des Sciences du Climat et de l'Environnement et du Bureau de Recherches Géologiques et Minières, en lien étroit avec les collègues sud-américains et les autres participants du projet AVATAR.

Artificial radionuclides emitted by atmospheric nuclear testing have been deposited on soils around the world since the Second World War. As such, they are the preferred stratigraphic markers of the Anthropocene layers, the most recent period in history when human activities became the dominant geological force on the planet. The emission of these radionuclides coincides with the so-called Great Acceleration period, which is characterised by an acceleration of land degradation in response to changes in land use and agricultural practices around the world. These changes are particularly marked in South America, where many natural ecosystems were first brought under cultivation in the 1960s. This agricultural expansion accelerated sharply from the 1990s. However, the extent of soil degradation and its historical development are still debated, and there is a lack of data to make detailed and reliable reconstructions of soil erosion processes over the last decades and to determine their causes. In this context, the objective of this thesis is to couple several methods (collection and analysis of sedimentary archives, erosion modelling, sediment fingerprinting) to reconstruct erosion and sedimentation processes and their spatio-temporal evolution at the scale of large agricultural basins in South America over the last decades. The main study site is the basin of the Salto Grande hydroelectric dam (242,000 km²), co-managed by Uruguay and Argentina, but mainly draining agricultural land in southern Brazil. The thesis will be part of the Franco-Swiss project (ANR/SNF) AVATAR (A reVised dATing framework for quantifying geomorphological processes during the AnthRopocene; 2023-2027) coordinated by the Laboratory of Climate and Environmental Sciences (LSCE) and the University of Basel. The thesis will be co-supervised by researchers from LSCE and the French Geological Survey, in close collaboration with South American colleagues and the other participants of the AVATAR project.