Visite à l'OSUR de Laurence Maillart-Méhaignerie, députée d'Ille-et-Vilaine



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La question des transitions, au coeur de nos enjeux de recherche et de formation

L'OSUR a eu le plaisir d'accueillir le 11 février 2021, sur le campus de Beaulieu, Madame la députée Laurence Maillart-Méhaignerie, en présence notamment de David Alis, Président de l'Université de Rennes 1, Jean-François Carpentier, vice-président Recherche de l'université et Nathalie Hauchard-Seguin, Directrice générale des services de l'université ; ont également participé aux échanges - au titre du Programme Intelligence Environnementale Commun - Véronique van Tilbeurgh, Professeure à l'université Rennes 2, Luc Aquilina, Professeur à l'université de Rennes 1 et Guillaume Pajot, coordinateur du PIEC.

Le temps d'échanges a suivi une visite de laboratoire (labo de milifluidique, Tanguy Le Borgne, Joris Heyman, Yves Méheust, Hugo Sanquer, Géosciences Rennes, OSUR). Les discussions ont porté sur la mobilisation des chercheurs de l'OSUR sur les questions ayant une forte pertinence sociétale (algues vertes, changement climatique, dynamiques paysagères...). La problématique de la transition écologique a également été au coeur des discussions, avec un focus sur la démarche "Intelligence environnementale" co-portée par l'OSUR et la MSHB au titre d'UNIR et ses partenaires, dont le volet Recherche permet d'articuler sciences humaines et sociales, sciences de l'environnement et sciences du numérique pour penser et construire des territoires soutenables. La formation a également été abordée : au-delà de sa mission essentielle de formation des étudiants, les besoins de sensibilisation et de formation des décideurs socio-économiques, des élus et de leurs conseillers à la complexité des questions environnementales, par exemple au travers des Objectifs du Développement Durable (les 17 ODD tels que définis par l'ONU), ont été mis en avant. L'OSUR est déjà engagé dans de nombreux travaux avec la société (algues vertes, Creseb, Chaire Eaux et territoires, Chaire Eau du Futur) : cette rencontre fructueuse a conforté la nécessité de poursuivre cet engagement !

L'université de Rennes 1 s'implique d'ores et déjà dans la voie du développement durable et la responsabilité sociétale, avec une attention particulière dans la formation des étudiant.e.s.. L'ambition affichée est de former des étudiant.e.s à devenir des professionnel.le.s conscient.e.s de leur impact environnemental. De fait, de plus en plus d’étudiant.e.s optent pour des cursus qui concilient orientations professionnelles et valeurs personnelles. Le développement durable, qui fait appel à de nombreuses disciplines scientifiques (et pas uniquement aux sciences de l' "environnement" stricto sensu), est logiquement plébiscité. Face à la demande croissante des étudiant.e.s, l’Université de Rennes 1 mobilise donc ses expertises pour répondre aux enjeux sociétaux que sont la transformation numérique, la transition écologique, la responsabilité sociétale et la santé. Cette offre de formation - dans laquelle l'OSUR prend toute sa part - emmène les étudiant.e.s vers la réussite de leur insertion professionnelle dans une société en mutation sur tous ces aspects

Jean-Raynald de Dreuzy - directeur de l'OSUR - remercie donc vivement Madame Laurence Maillart-Méhaignerie pour sa visite à l'OSUR : "L'échange a été riche sur nos domaines d'étude (paysages, ressources naturelles, biodiversité), les relations humain-milieu et la question des transitions au coeur de nos enjeux de recherche et de formation. Nous avons noté toute l'importance et l'actualité pour Madame la députée de ces questions, l'importance de continuer à travailler avec la société et les pouvoirs publics en cherchant des temporalités communes. Nous avons aussi relevé la qualité de l'échange, son intérêt pour l'université et son souci pour la formation et les étudiants".

Madame la Députée Laurence Maillart-Méhaignerie a remercié très sincèrement l'Université de Rennes 1 et l'OSUR pour cet accueil chaleureux et la richesse des échanges. Elle souhaite rester à l'écoute du monde académique et poursuivre ces échanges tout au long de son mandat.






Visite du dispositif expérimental (ReactiveFronts microfluidique , Tanguy Le Borgne, Joris Heyman, Yves Méheust, Hugo Sanquer, Géosciences Rennes, OSUR)



Laurence Maillart M Haignerie OSUR UnivRennes1 11fev2021 Echanges
Echanges entre Laurence Maillart-Méhaignerie, David Alis (Président de l'Université de Rennes 1) et Jean-Raynald de Dreuzy (Directeur de l'OSUR)



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Jean-Raynald de Dreuzy (Diretceur de l'OSUR) / @
Guillaume Pajot (coordinateur du PIEC) / @
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Une capsule à la découverte des hydro-éco-systèmes profonds


 AHLeGall    03/02/2021 : 15:13

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Une journée de terrain avec des hydrogéologues

Camille Bouchez (Université de Rennes 1, Géosciences Rennes) et ses collègues hydrogéologues vous emmènent à Guidel (Morbihan, 56) pour une journée de manips : piézomètres, sondes, capsules... n'auront plus de secrets pour vous !



Chaque être humain accueille autant de bactéries qu’il possède de cellules humaines et ce microbiote participe activement au fonctionnement de notre corps. Dans notre environnement, les bactéries jouent également un rôle fondamental, elles sont par exemple à la base de la chaine alimentaire et participent à la dépollution des sols ou des eaux…

Les eaux stockés dans les roches terrestres (les aquifères) sont peuplées de bactéries qui pourraient, du fait des très grands volumes d’eau, représenter une proportion importante des bactéries de l’environnement. En l’absence de lumière, cet écosystème méconnu tire son énergie de l’oxydation des roches environnantes. Des études récentes ont montré que des bactéries vivaient jusqu’à quelques centaines de mètres de profondeur mais les conditions limitant leur viabilité restent inconnues. En effet, la difficulté d’accès au milieu souterrain rend difficile l’identification des communautés microbiennes, la compréhension de leurs habitats et de leurs métabolismes. Bien que les écoulements souterrains semblent être le moyen de transport le plus efficace pour apporter en profondeur les éléments dissous indispensables au développement bactérien, le couplage entre le cycle hydrologique souterrain et le maintien des écosystèmes profonds demeure mystérieux.


Objectifs et enjeux spécifiques de l’expérience

Ces expériences ont pour objectif d’étudier comment les communautés bactériennes se nourrissent des éléments dissous dans l’eau (en particulier nutriments, gaz, molécules organiques…) et donc se structurent en fonction des conditions d’écoulement des eaux souterraines.

Ces expériences sont avant tout le fruit d’un important travail de développement technique. Il a été nécessaire de développer un outil particulier, l’obturateur, qui correspond à une chambre d’échantillonnage encadrée par deux boudins gonflables. L’obturateur permet l’isolement des fractures, structures assurant non seulement le transport des eaux mais aussi le mélange entre différentes eaux au niveau de leurs intersections. Les capteurs (T°, O2, conductivité, fluométrie) installés au sein de la chambre permettent un suivi in situ et haute fréquence de paramètres environnementaux clés. Grâce à ces avancées techniques, des expériences de traçage ont été réalisées, avec pour objectif de « mimer » une arrivée d’eaux de surface oxygénée en profondeur et de suivre la réponse physico-chimique et biologique du milieu à ce mélange.




Timelapse Hubert Raguet 2020
La vidéo du timelapse (2:41) réalisé par le photographe Hubert Raguet
Le portfolio du reportage photographique



>>> Pour en savoir plus
Rendre visible le monde des eaux souterraines (vidéo)
Les fractures du sous-sol favorisent le développement de la vie intraterrestre
Les microbes des eaux souterraines protègent la qualité de l'eau. Un équilibre subtil entre biologie et géologie
Réseau National de sites Hydrogéologiques H+
OZCAR : Observatoires de la zone critique

Référence
Bochet, O., Bethencourt, L., Dufresne, A. et al. Iron-oxidizer hotspots formed by intermittent oxic–anoxic fluid mixing in fractured rocks. Nat. Geosci. (2020) doi:10.1038/s41561-019-0509-1



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Camille Bouchez (Université de Rennes 1, Géosciences Rennes) / @
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Gérard Gruau (CNRS, Géosciences Rennes) intègre le Comité d'Orientation de Breizh Biodiv



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Breizh Biodiv, la fondation bretonne dédiée à la préservation de l’environnement

Gérard Gruau, directeur de recherches au CNRS (Géosciences Rennes) a été nommé membre du Comité d'Orientation de Breizh Biodiv, la fondation mise en place par la Région Bretagne pour financer des initiatives en faveur de la préservation et de la reconquête de la ressource en eau, des milieux aquatiques, de la biodiversité terrestre et marine ou du foncier, et notamment les opérations de renaturation, reforestation…, et/ou des initiatives en faveur de l’éducation à la nature et aux transitions en Bretagne (éducation et mobilisation citoyenne).

Officiellement lancée le 15 décembre 2020 par Loïg Chesnais-Girard, président de la Région Bretagne, et Nicolas Hulot, président d’honneur de la Fondation pour la Nature et l’Homme (FNH), cette fondation a été mise en place le 28 janvier 2021, au travers du vote des statuts de son Comité d'Orientation, de l'élection de son président, et d'une discussion de son premier appel à projets "Forêt et Biodiversité".

Le lancement de la fondation Breizh Biodiv s’inscrit dans la dynamique de la Breizh COP, autour des valeurs fondatrices de la solidarité, l’engagement, le sens du collectif, l’ouverture et l’imagination.

Le Comité d'Orientation est l'organe décisionnel de Breizh Biodiv avec les prérogatives pour :
- voter le budget de la Fondation Breizh Biodiv
- décider de l’affectation des sommes portées au crédit du compte de la Fondation Breizh Biodiv
- arrêter les procédures pour le choix des bénéficiaires des soutiens alloués par la Fondation Breizh Biodiv
- décider des actions à soutenir et des montants à attribuer aux bénéficiaires
- s’assurer de la bonne mise en œuvre des projets et actions retenus.

Ce comité est composé de représentants des grandes entreprises contributrices (EDF, Engie, Arkea,...), de représentants du monde associatif (Fondation Nicolas Hulot, France Nature Environnement, Bretagne Nature Environnement,...), et de représentants de la Région Bretagne.

Gérard Gruau a été choisi pour son expertise scientifique, sur la base également de ses anciennes fonctions de président du Conseil Scientifique de la Breizh Cop, du CRESEB, de son investissement dans les projets de recherche sur les Paiements pour Services Environnementaux (projet Interreg CPES).

Gérard Gruau souhaite profiter de sa participation à ce Comité d'Orientation pour porter la voie de la recherche au sein de Breizh Biodiv et aussi, et surtout, mieux percevoir les questions de recherche que le financement de la préservation et de la reconquête de l'environnement posent.


Pour en savoir plus
>>> Breizh Biodiv: un nouvel outil pour la biodiversité en Bretagne, piloté par la Fondation Hulot (France3 Bretagne, 17/12/20) >>>





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Gérard Gruau (CNRS, Géosciences Rennes) / @


Des versants à l'exutoire d'une rivière : comment les nutriments sont-ils transformés dans le réseau hydrographique ?



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Modulation dans le réseau hydrographique des dynamiques des exports de C-N-P dans un bassin versant agricole de méso-échelle

Antoine Casquin, Rémi Dupas, Patrick Durand (INRAE, SAS) et Sen Gu, Patrice Petitjean, Gérard Gruau (Université de Rennes 1, CNRS, Géosciences Rennes) publient en décembre 2020 dans la revue STOTEN un article sur la modulation dans le réseau hydrographique des dynamiques des exports de C-N-P dans un bassin versant agricole de méso-échelle.

La majorité des écosystèmes aquatiques terrestres mondiaux sont touchés par l’eutrophisation, c’est-à-dire par l’enrichissement en nutriments – carbone (C), azote (N) et phosphore (P) – des milieux. Dans les paysages agricoles, l’essentiel de ces nutriments provient de la fertilisation des cultures. Ils sont transférés via des écoulements superficiels (surtout le P), subsuperficiels (surtout le C et le P) ou la nappe (surtout le N) des versants aux cours d’eau. Ces transferts sont généralement étudiés dans des bassins versants dits « de recherche », qui sont des sous-bassins versant élémentaires de quelques kilomètres carrés. Cette échelle ne correspond pas à l’échelle « opérationnelle », ou méso-échelle à laquelle s’effectue la surveillance de la qualité de l’eau dans Union Européenne (50-500 km2).



Antoine Casquin STOTEN Fig1 2020

Figure 1. Résumé graphique de l’étude




L'objectif principal de ce travail était de quantifier comment les processus « rivière » modifiaient la dynamique des exports hydriques de C-N-P dans différentes conditions de débit, de concentration et de température à l’exutoire d’un bassin versant de taille « opérationnelle ». Étant donné que les processus dans les versants et les rivières ont des facteurs hydro-climatiques communs, leurs influences relatives sur les exports sont difficiles à distinguer. Une innovation méthodologique basée sur un échantillonnage synoptique répété (30 dates de Mars 2018 à Avril 2019) de 18 têtes de bassin versant dans un bassin versant agricole intensif de 300 km2 (Yvel, centre Bretagne) et une modélisation stochastique spatialisée (Figure 2) a permis de calculer un signal « source » issus des versants. Nous avons ensuite calculé les rétentions et créations apparentes de C-N-P dans le réseau hydrographique (Figure 3) par différence avec les concentrations mesurées à l’exutoire du bassin versant de méso échelle.




Antoine Casquin STOTEN Fig2 2020
Figure 2. Étapes de calcul de la composante diffuse du signal source et de l'intervalle de prédiction de 90 % qui lui est associé pour un élément à une date donnée. L'exemple est basé sur les concentrations de nitrate (NO3-) mesurées le 24 avril 2018. Sur la carte en bas au milieu  « P01 à P29 » identifie les sous-bassins versants échantillonnés. Les points blancs sur les cartes représentent l’exutoire du bassin versant de méso-échelle. Les traits épais délimitent les sous-bassins versants échantillonnés et le bassin versant de méso-échelle.



Le résultat majeur de cette étude a été de montrer que le débit était le principal facteur de contrôle des modulations des exports de C-N-P dans le réseau hydrographique (Figure 3), tandis que la température et la concentration des sources n'avaient que peu ou pas d'influence.



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Figure3. Modulation dans le réseau hydrographique (RN) des exports de Carbone Organique Dissout (DOC), Nitrate (NO3-) et Phosphore Total (TP) en fonction de la date d'échantillonnage (A, C et E) et de la ravine carrée du débit journalier moyen (Q) (B, D et E). Les barres d'erreur représentent 90 % de l'intervalle de prédiction à partir de 10 000 simulations. Les lignes bleues sont des régressions linéaires de l'altération médiane pour Q inférieur ou supérieur à la médiane long-terme du débit (Q50). La forme des symboles indique la proportion de « quickflow » au moment de l'échantillonnage et leur couleur la température moyenne de l'air des 15 jours précédents.



Le rôle du réseau hydrographique sur les flux de DOC, de NO3- et de TP est faible en moyenne sur l’année, il peut être important en été lorsque les processus de rétention dans la rivière sont à leur maximum. Le DOC est soit produit dans le réseau hydrographique, soit transporté de manière conservative mais il n’apparait pas de période rétention apparente. Le NO3- est consommé dans le réseau hydrographique en basses eaux tandis que le P est temporairement stocké dans le sédiment et est relargué dès les premières crues d’automne/hiver. La période estivale étant la plus à risque pour l’eutrophisation, il peut être intéressant de prendre en compte ces effets rivière pour réduire les flux de NO3- et de P à cette période de l’année, en relocalisant à l’amont les cultures les plus exportatrices de nutriments par exemple.

En raison des différences des taux de modulations du carbone et des nutriments dans le réseau hydrographique, les rapports stoechiométriques varient considérablement entre les têtes de bassin versant et l'exutoire du bassin versant de méso-échelle, en particulier pendant la saison d'étiage, sensible à l'eutrophisation


Référence
Antoine Casquin, Sen Gu, Rémi Dupas, Patrice Petitjean, Gérard Gruau, Partrick Durand. River network alteration of C-N-P dynamics in a mesoscale agricultural catchment. Science of the Total Environment, Elsevier, 2020, 749, pp.141551. ⟨10.1016/j.scitotenv.2020.141551⟩.




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Pourquoi les zones humides sont-elles… humides ?



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Chaque année le 2 février, on célébre la Journée mondiale des zones humides pour commémorer la signature de la Convention sur les zones humides, le 2 février 1971, dans la ville iranienne de Ramsar, au bord de la mer Caspienne.

Journée mondiale des zones humides, 2 février 2021 - En collaboration avec l'INSU du CNRS (quiz twitter)


QUESTION

Pourquoi les zones humides sont-elles… humides ?

  • elles sont alimentées par des eaux de surface et des eaux souterraines
  • les sols ont été aménagés pour contenir plus d'eau
  • il y règne un micro-climat et il y pleut plus qu'ailleurs

 

REPONSE

Les zones humides sont alimentées par les eaux de surface et les eaux souterraines.

 

Qu’est-ce qu’une zone humide ?

Le terme « zone humide » regroupe un grand nombre d’espaces différents :

  • Les zones humides marines et côtières («  zones humides d’eau salée ») : estuaires, vasières, prés-salés, mangroves, marais côtiers etc.
  • Les zones humides continentales (« zones humides d’eau douce ») : zones humides alluviales, étangs, mares (permanentes et temporaires), bords de lacs, prairies humides, tourbières etc.

Concentrons-nous plus particulièrement sur les ZH continentales. Le Code de l’environnement (article L. 211-1) définit les zones humides comme "des terrains exploités ou non, habituellement inondés ou gorgés d’eau douce, salée ou saumâtre, de façon permanente ou temporaire. La végétation, quand elle existe, est dominée par des plantes hygrophiles pendant au moins une partie de l’année". La convention de Ramsar - traité international adopté en 1971 et entré en vigueur en 1975 - a adopté une définition plus large que la réglementation française : "les zones humides sont «des étendues de marais, de fagnes, de tourbières ou d’eaux naturelles ou artificielles, permanentes ou temporaires, où l’eau est stagnante ou courante, douce, saumâtre ou salée, y compris des étendues d’eau marine dont la profondeur à marée basse n’excède pas six mètres».

Les zones humides présentent 4 grandes fonctionnalités :

  • des fonctions biologiques/écologiques : les ZH ont une production biologique élevée et accueillent biodiversité riche et spécifique
  • des fonctions climatiques : les zones humides jouent un rôle dans la régulation climatique en stockant du carbone (ou en relarguant du méthane)
  • des fonctions hydrologiques : les zones humides sont des réservoirs naturels qui permettent le stockage et la restitution de l’eau (alimentation des cours d’eau, régulation des crues)
  • des fonctions épuratoires : d’un point de vue biogéochimique, les ZH sont des filtres naturels qui conditionnent la qualité de la ressource en eau



Zones humides et hydrologie

Il existe de nombreux types de zones humide avec des fonctionnement variés. Plutôt que des milieux fermés qui renferment de l'eau dont la circulation est bloquée, une part importante est alimentée par des eaux de surface en même temps que par des eaux souterraines.. Il peut s’agir de sources proprement dites mais dans dans la plupart des cas, l’alimentation souterraine trouve son origine de l’affleurement d’une nappe phréatique. Durant les pluies, des eaux de surface ou de sub-surface circulent à faible profondeur dans le sol et peuvent s’écouler vers des marais. Inversement, l’eau peut migrer des zones humides vers le sous-sol, par infiltration, et alimenter un aquifère. Ces échanges connaissent de fortes fluctuations au cours du temps, en fonction des saisons par exemple : en période de crues ou de forte pluie, la zone humide aura tendance à alimenter la nappe souterraine ; le mouvement s’inversera en période de sécheresse.

Sources :

http://www.zones-humides.org/entre-terre-et-eau/une-zone-humide-c-est-quoi

https://www.ramsar.org/fr/a-propos/limportance-des-zones-humides

https://www.cieau.com/connaitre-leau/leau-dans-la-nature/zones-humides/



La formation aux métiers de l'eau

L'université de Rennnes 1 propose un master spécifique en Sciences de l'eau : l’objectif du masterest de former des cadres scientifiques spécialisés dans la gestion de la ressource en eau et en sol, le transport des éléments et la gestion des milieux naturels depuis la surface vers les sols et les sous-sols. Le master permet d’aborder la gestion de la ressource en eau sous les angles de quantité (physique), de qualité (chimie) et d’habitats (écologie). Les parcours du master sont organisés pour déboucher vers 11 domaines de métiers, identifiés à partir des emplois occupés par d’ex-étudiants de l’établissement depuis 10 ans : gestion des habitats ; restauration des milieux ; sols et assainissement ; gestion des rivières ; qualité des eaux ; sites et sols pollués ; eaux de surface et souterraines ; hydrogéologie et géothermie ; hydrologie urbaine ; modélisation des réseaux ; modélisation des écoulements.




Maris Sougeal
Marais de Sougéal (Ille-et-Vilaine, 35)



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Contribution à une histoire de l’archéologie dans l’ouest de la France



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ou comment naît un laboratoire de recherche (1945-1980)

Passionnant dernier numéro de la Revue Archéologique de l'Ouest (paru en janvier 2021 où on peut lire une histoire de l'archéologie (et de la géologie aussi) à Rennes, avec Marie-Yvane Daire et al..

Cet article propose un panorama historiographique de la structuration de l’archéologie dans l’ouest de la France. Il vise à retracer l’histoire, toujours complexe et particulière, de la formation d’un laboratoire de recherche, et d’en analyser les étapes fondatrices jusqu’aux années 1980. Au-delà de l’évolution de la discipline dans le contexte national, ce sont des personnages et des événements qui influent toujours sur le cours de cette formation. Pour les phases les plus anciennes (fin xixe et première moitié du xxe s.), le fonds d’archives du Laboratoire Archéosciences-CReAAH de l’université de Rennes 1 se révèle une source d’une valeur primordiale, dont l’exploitation est en cours depuis plusieurs années. Pour les périodes suivantes, marquées par la professionnalisation de la discipline, la conjugaison des témoignages et des souvenirs de certains acteurs avec la documentation disponible illustrera les différentes étapes de cette évolution. Cette contribution se veut également un témoignage offrant aux jeunes générations une mise en perspective sur la longue durée de la discipline archéologique et de ses institutions.


Référence
Marie-Yvane Daire, Elías López-Romero, Jean-Laurent Monnier, Nathalie Richard, Contribution à une histoire de l’archéologie dans l’ouest de la France ou comment naît un laboratoire de recherche (1945-1980), Revue Archéologique de l'Ouest, 36, PUR, ISBN 978-2-7535-8232-3



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Marie-Yvane Daire (CNRS, CReAAH) / @
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Tectonique, climat et biologie du delta de l'Okavango



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Le projet "Okavango - Tectonic, climate and biology of the Okavango delta" est coordonné par Marc Jolivet (CNRS, Géosciences Rennes).

Le projet "Okavango - Tectonic, climate and biology of the Okavango delta" est coordonné par Marc Jolivet (CNRS, Géosciences Rennes). Le projet est soutenu par une International Emerging Action financée par le CNRS, l’IRD et le Cirad. Il n’y a que 2 projets de ce genre en Afrique financés par l’IEA ; ce projet participe en outre au tout nouveau GDR rift du CNRS. A noter également que ce projet est co-financé via l'appel d'offre interne de l’OSUR au titre de l’axe transverse "Paysage".


[source IRD : Okavango - Tectonic, climate and biology of the Okavango delta]



Okabongo Marc Jolivet

Contexte

Le delta de l'Okavango est le deuxième plus grand delta intérieur au monde après le delta central du Niger. Situé dans le nord du Botswana, les ressources naturelles du delta de l'Okavango soutiennent une importante industrie du tourisme et une grande partie de la population locale. Le delta est l'un des principales zones humides du monde, fortement dépendante des cycles hydrologiques annuels d'un bassin versant couvrant trois pays (Angola, Namibie et Botswana), influencé par le changement climatique.

L'Okavango est actuellement un système endoréique : chaque année, environ 11 000 km³ d'eau irriguent 15 000 km² de désert. L'eau du delta, provenant des montagnes angolaises, est pure car elle traverse un système complexe d'aquifères sableux et de nombreuses îles, où elle s'évapore, laissant d'énormes quantités de sel. Le fonctionnement de ce filtre naturel massif et très efficace est mal compris. Les eaux inondent chaque année la région jusqu'à une hauteur de 1 ou 2 m, au milieu de l'été austral, puis six mois plus tard dans le sud (mai-juin) en raison de la vitesse d'écoulement et de la distance. Malgré le caractère unique de cet écosystème et l'importance économique de ses ressources en eau, l'évolution géologique et hydrologique à long terme du delta de l'Okavango est mal comprise. La géométrie 3D du delta, son âge (estimé entre 12 000 ans et 2 millions d'années), sa structure hydrogéologique et l'évolution de sa morphologie de surface (en réponse aux contraintes hydrologiques, tectoniques et climatiques) sont encore inconnus.



Objectifs

Ce projet fait suite au projet Tellus-Rift, dont l'objectif principal était de cartographier la structure tectonique du delta et de montrer sa déformation actuelle à l'aide de données GPS. Ces données ont mis en évidence la déformation du delta liée à l'activité tectonique sur les principales failles ainsi que les crues annuelles du fleuve. Les premiers résultats permettent de déterminer la présence, notamment au sud du delta, de zones soulevées, soumises à un assèchement progressif et, à l'inverse, au nord, de zones en affaissement provoquant un déplacement des zones inondées vers le nord-est. Dans la partie centrale, les données GPS, complétées par les données gravimétriques, semblent indiquer un affaissement potentiellement lié au stockage de l'eau dans un aquifère profond, qui reste à déterminer.

Ce projet vise à construire un nouveau modèle de l'évolution morpho-sédimentaire à long terme du delta. Il permettra de mieux comprendre le système hydrogéologique en termes de géométrie, de composition chimique et de sensibilité au changement climatique.



Lire aussi
>>> Botswana’s Okavango Delta is created by a delicate balance, but for how much longer? (The Conversation, 14/11/19) >>>




Okavongo Olivier Dauteuil

Field work with tools (© Olivier Dauteuil)





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« Quina World » : à la poursuite des Néandertaliens à travers l’Europe



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Guillaume Guérin (CNRS, Géosciences Rennes), heureux lauréat d'une ERC !

Guillaume Guérin (CNRS, Géosciences Rennes) a obtenu un financement européen pour un projet intitulé ‘Quina World’ (Tracking Neanderthals in Time and Space: was the “Quina World” the first regional cultural entity in the history of Europe?), catégorie ‘Starting’ de l'ERC (European Research Council).

Quina World - Sur les traces des Néandertaliens à travers le temps et l’espace : vers l’identification de la plus vieille entité culturelle d’Europe

Les Néandertaliens ont disparu il y a environ 40 000 ans ; à ce jour, leur évolution et leur diversité comportementale restent relativement méconnues. Le Moustérien de type Quina désigne une industrie lithique particulière, qui est souvent associée à une chasse très spécifique, saisonnière, de grands herbivores (troupeaux de rennes). La mobilité particulière des groupes humains ainsi que le traitement élaboré des carcasses d’animaux suggèrent une entité culturelle complexe et intrigante. En dehors de sa région centrale (le sud-ouest de la France), le Moustérien de type Quina est aussi mentionné dans diverses parties de l’Europe. Le projet Quina World visera d’abord à tester l’hypothèse qu’une entité culturelle a bien existé, i.e. que les occurrences du Moustérien de type Quina correspondent à une courte période de temps et peuvent ainsi être attribuées à des groupes de Néandertaliens connectés ou affiliés. Un important consortium de recherche interdisciplinaire cherchera ensuite à définir les caractéristiques de l’entité Quina présumée, comment elle a évolué et s’est potentiellement diffusée à travers l’Europe.

Il s’agira notamment d’étudier les outils en pierre taillée, de l’acquisition et du transport éventuel de la matière première jusqu’à leur utilisation en passant par la production, le recyclage et le réaffutage. Une attention particulière sera portée aux traces de boucherie sur les ossements animaux afin de mieux appréhender les stratégies de subsistance, les capacités cognitives mais aussi les schémas de mobilité des groupes humains ; l’identité des artisans du Quina sera abordée à l’aide de l’anthropologie physique mais aussi à partir des fragments d’ADN préservés dans les sédiments des sites archéologiques. Enfin, des modèles chronologiques, incluant la dimension spatiale, effectués dans un cadre bayésien permettront de tisser des liens entre le registre archéologique d’une part, et les paléo-climats et paléo-environnements d’autre part.

Le projet Quina World permettra en définitive de mieux comprendre ce qui ressemble aux plus anciens phénomènes de régionalisation et de diffusion culturelle en Europe, et d’apporter un nouveau regard les Néandertaliens. Ces recherches apporteront un regard nouveau sur ces proches cousins disparus et ce qui les différenciait, ou non, de nos ancêtres Homo Sapiens.

>>> Le projet QuinaWolrd sur le site Cordis >>>

>>> Le site dédié du projet QwinaWorld >>>


La luminescence comme outil d'étude du patrimoine armoricain : un nouvel axe transverse entre Géosciences Rennes et le CReAAH

La région Bretagne a préservé des vestiges d'un riche passé préhistorique ; ainsi, le site de Menez Dregan, fouillé par des chercheurs du CReAAH (Marine Laforge et Anne-Lyse Ravon en particulier), a livré des traces exceptionnelles d'utilisation intensive du feu. La luminescence a permis d'y voir plus clair en termes de chronologie d"occupation du site, dont l'ancienneté restait assez méconnue. Par ailleurs, la fouille du Rocher de l'Impératrice (Plogastel-Daoulas, fouilles Nicolas Naudinot, membre associé au CReAAH) a mis au jour des tablettes gravées, seuls vestiges connus à ce jour de l'art préhistorique en Bretagne. Là encore, la luminescence permettra de mieux comprendre la dynamique du site, et de replacer ces gravures dans un cadre temporel qui fait aujourd'hui défaut pour interpréter ces vestiges dans leur contexte. Enfin, le littoral a préservé nombre de traces d'occupation par les groupes de chasseurs-cueilleurs du Mésolithique ; ainsi en est-il à Beg-er-Vil (fouilles Gregor Marchand, CReAAH), sur la presqu'île de Quiberon. De même que l'évolution actuelle du trait de côte est une préoccupation majeure de nos sociétés, nous cherchons à mieux comprendre les modes de vie et adaptations de nos ancêtres sur le littoral atlantique.


Guillaume Guérin, son parcours

Après une formation initiale en physique, Guillaume Guérin a souhaité élargir son horizon en se tournant vers l’archéologie. L’association de ces deux centres d’intérêts l’a poussé à étudier les méthodes de datation par luminescence et leurs applications à l’étude de l’Homme de Neandertal. Suite à des expériences virtuelles sur des grains de sédiment et leur environnement naturellement radioactif, des interactions avec des mathématiciens l’ont poussé à développer de nouveaux outils statistiques permettant de mieux appréhender la chronologie des peuplements néandertaliens en Europe. A l’aide d’une meilleure résolution temporelle, la question d’interactions à longue distances et in fine d’une culture européenne chez nos cousins disparus peut être posée, ce qui permettra de porter un regard nouveau sur les Néandertaliens et de mieux appréhender les éventuelles différences entre « eux » et « nous ».

>>> C’est désormais prouvé : Néandertal enterrait ses morts (Scientific Reports, déc 2020) >>>





Guillaume Guerin 2020
Mission d'échantillonnage pour datation par OSL sur le site d'El Esquilleu, en Cantabrie (Espagne) en mai 2015 (C. Lahaye)





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Guillaume Guérin (CNRS, Géosciences Rennes) / @
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Le transport glaciaire affecte les distributions d'âges thermochronologiques au front des glaciers



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Article dans Earth Surface Dynamics

Maxime Bernard, Philippe Steer et Kerry Gallagher (Université de Rennes 1, Géosciences Rennes) et en collaboration avec David L. Egholm de l'Université d'Aarhus (Danemark), ont publié dans le journal Earth Surface Dynamics en Novembre 2021, un article sur les effets du transport glaciaire sur la forme des distributions d'âges thermochronologiques collectées au front des glaciers.


L'insertion des glaciers est suspectée d'avoir renforcé le refroidissement global du climat observé à la fin du Cénozoïque via une boucle de rétroaction positive par laquelle l'érosion glaciaire efficace et le transport de sédiments dans les bassins de stockage ont favorisé l'extraction et le piégeage du carbone atmosphérique. Toutefois, des évidences claires montrant une efficacité supérieure de l'érosion glaciaire comparé à l'érosion fluviale manquent encore, et il est donc nécessaire de comprendre davantage comment les glaciers érodent leur substrat.

L'analyse thermochronologique de minéraux déposés au front des glaciers (produits directs de l'érosion), est une technique généralement utilisée pour cartographier l'érosion glaciaire moyenne d'un bassin. Lors de leur exhumation vers la surface, certains minéraux enregistrent leur date de passage à une température dans la croûte terrestre, et obtiennent un âge dit thermochronologique. A la surface, ces âges évoluent généralement avec l'altitude, où les plus jeunes sont trouvés dans les fonds de vallée et les plus vieux vers les sommets. L'érosion, en prélevant les minéraux des roches à l'affleurement, échantillonne ces âges qui seront alors transportés par les processus de surface (glaciers, rivières, éboulements…) et déposés possiblement au front du glacier dans une moraine frontale (dépôt glaciaire composé de sédiments hétérométriques et non-stratifiés), où ils pourront être échantillonné. Les données récoltées sont interprétées via des distributions de proportion d'âges thermochronologiques (PDFs) qui, combinées à une relation âge-altitude, permettent d'identifier les altitudes sources contributrices et donc de cartographier l'action de l'érosion.

Jusqu'ici la plupart des études ont interprété ces distributions d'âges en négligeant l'effet du transport par les glaciers. Dans cette nouvelle étude, les auteurs s'intéressent donc à l'impact de ce transport sur la forme des PDFs collectées au front d'un glacier. Pour cela, ils modélisent l'écoulement d'un glacier réel, le glacier Tiedemann situé en Colombie britannique (Canada), et simulent la formation de particules de sédiments par érosion, leur transport, et leur dépôt possiblement au front du glacier (Figure 1). L'objectif est de simuler l'échantillonnage réel de terrain dans la moraine frontale et de comparer la forme des PDFs obtenues à celles attendues si l'on néglige l'effet du transport glaciaire des sédiments, suivant différents scénarios d'érosion.





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Figure 1. A gauche (a), une vue satellite (Google Earth) du glacier Tiedemann (Colombie britannique, Canada) avec la limite du bassin glaciaire tracée en rouge. A droite (b), le glacier Tiedemann modélisé avec les points de couleur représentant les particules de sédiments transportés par la glace ou sur les versants.




En simulant le transport de particules pendant 8500 ans, les auteurs montrent que le transport glaciaire affecte la forme des PDFs dans la moraine frontale via le stockage d'une portion importante des sédiments dans le bassin (>50%) en amont du site d'échantillonnage favorisé par (1) les faibles vitesses d'écoulement dans les glaciers tributaires et, (2) un dépôt important dans une moraine latérale en amont du site d'échantillonnage. Ce stockage impact la forme des distributions d'âges au front du glacier en favorisant la contribution d'âges jeunes (~3-4 Ma) au détriment d'âge plus vieux (~6 Ma), par rapport à la PDF attendue (Figure 2b). Les particules originaires des versants sont impactées par ce stockage notamment pour des altitudes intermédiaires correspondant aux âges autour de 6 Ma (Figure 2c). Quant aux particules originaires du plancher sous-glaciaire, leur production continue favorise l'effet de distance des sources au site d'échantillonnage en déplaçant la PDF observées vers les âges jeunes (~3-4 Ma) trouvés dans le fond de la vallées et proches du site d'échantillonnage (la moraine frontale).

De plus, les temps de transfert des particules montrent une variabilité importante contrôlée par les distances de transport, la distance des sources aux principaux courants de glace, et une variabilité spatiale importante des vitesses d'écoulement de la glace. Enfin, en comparant les résultats des modèles avec des données de terrain existantes, les auteurs montrent que le transport glacier est caractérisé par un faible mélange latéral des sédiments. Cela a pour conséquence de fragmenté le signal détritique des sources au front du glacier. En pratique, cela permet de relier un échantillonnage local dans la moraine à une source locale en amont. Toutefois, pour obtenir une distribution représentative des âges thermochronologiques du bassin glaciaire, et cartographier ainsi l'érosion, les résultats numériques suggèrent d'échantillonner la moraine frontale de manière diffuse.





Maxime Bernard Fig2
Figure 2. A gauche (a), les particules sont produites en continu et transportées par la glace et sur les versants. Ces particules portent chacune un âge thermochronologique correspondant à l'âge présent à l'altitude source de la particule. A droite, les distributions d'âges collectées dans la moraine frontale (carré noir en (a)), comparées aux distributions attendues (en négligeant le rôle du transport) pour les particules collectées sans distinction de source (bassin, b), en distinguant les particules originaires des versants (c), et du plancher sous-glaciaire (d).


Ces travaux originaux apportent donc des éléments importants sur le rôle du transport glaciaire sur les distributions d'âges thermochronologiques au front des glaciers, et par conséquent sur les interprétations qui en sont faites. Par une validation des modèles avec des données de terrain, les auteurs montrent qu'une telle approche de modélisation est pertinente pour explorer les mécanismes à l'œuvre dans les bassins glaciaires, et fournie des informations cruciales pour guider les stratégies d'échantillonnage sur le terrain, afin de réduire l'effet du transport glaciaire dans les données recueillies.



Référence
Bernard, M., Steer, P., Gallagher, K., and Lundbek Egholm, D.: Modelling the effects of ice transport and sediment sources on the form of detrital thermochronological age probability distributions from glacial settings, Earth Surf. Dynam., 8, 931–953, doi.org/10.5194/esurf-8-931-2020, 2020.




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Impacts de la pêche et du changement climatique sur l'écosystème et la ressource halieutique en Mer Celtique



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Article dans Frontiers in Marine Science

L’étude est publiée dans Frontiers in Marine Science en décembre 2020 avec 2 membres de l’UMR Ecologie et Santé des Ecosystèmes, Pierre-Yves Hernvann et Didier Gascuel (L'Institut Agro, Agrocampus Ouest, ESE) et leur ancien stagiaire aujourd’hui en thèse à l’IRD, en collaboration avec les équipes Ifremer de Lorient et des chercheurs du Centre Commun de Recherche (JRC) de la Commission Européenne et de l’Université du Washington.


Les réseaux trophiques, structures résultant de l’assemblage des chaînes alimentaires, jouent un rôle majeur dans la dynamique des écosystèmes marins. En effet, connaître leur structure et leur fonctionnement permet de mieux comprendre comment une pression impactant une espèce ou un groupe d’espèces peut se propager de proche en proche, via les relations proie-prédateurs, pour au final affecter l’ensemble de l’écosystème. Cette thématique de recherche est notamment utile pour quantifier les impacts indirects de la pêche et constitue un outil essentiel pour la mise en œuvre d’une approche écosystémique de la gestion des pêches.


Dans cette étude, les chercheurs de l’UMR ESE et leurs collègues se sont penchés sur le cas de la Mer Celtique, la partie du plateau continental Ouest Européen qui s’étend du Nord de la Bretagne au Sud-Ouest de l’Irlande (Fig.1). L’étude du réseau trophique dans cette zone relève du défi de par la grande diversité des espèces qui l’habitent et la complexité de leurs interactions, due à leur répartition spatiale hétérogène à travers une véritable mosaïque d’habitats. Exploitée par la pêche depuis de nombreuses décennies, la Mer Celtique revêt encore aujourd’hui un intérêt majeur pour les pêcheries européennes ; en témoignent les négociations musclées sur les accords de pêche dans ces eaux dans le cadre du Brexit. Les objectifs de cette étude étaient de mieux comprendre (i) la structuration spatiale du réseau trophique de Mer Celtique ainsi que (ii) les changements survenus dans l’écosystème depuis 1985, (iii) d’en identifier les principaux facteurs et de (iv) quantifier les impacts relatifs de la pêche et de l’environnement dans ces changements.


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Figure 1- Localisation de la Mer Celtique et délimitation de la zone d'étude (tirets rouges) par rapport au découpage physique et relatif à la gestion (zones du CIEM, Conseil International pour l’Exploration de la Mer)




Pour ce faire, le réseau trophique de Mer Celtique a été représenté via un modèle bilan-massique (les fameux modèles Ecopath ! Fig.2) : l’écosystème est découpé en boîtes représentant une ou plusieurs espèces similaires (d’un point de vue de leurs caractéristiques biologiques, leur rôle dans l’écosystème, leurs proies et prédateurs) entre lesquels des flux de matière vivante, la biomasse, s’effectuent dans le temps et l’espace. De multiples données y ont ensuite été intégrées pour s’assurer de la fiabilité des relations trophiques (analyses de contenus stomacaux et signatures isotopiques), informer sur les tendances de biomasse (campagnes océanographiques, évaluations de stocks), représenter l’impact de la pêche (captures, mortalité par pêche), et renseigner les changements spatio-temporels dans la production du plancton (phyto- et zooplancton ; données satellites, modèles biogéochimiques) et dans l’habitat des espèces de poisson (modèles de niche environnementale).



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Figure 2 - Structure du modèle de l'écosystème de Mer Celtique - tous les compartiments de l'écosystème sont représentés par des boîtes, du phytoplancton aux grands requins, reliées entre elles par des relations proie-prédateur.



Les résultats de cette étude sont multiples. Tout d’abord, l’intégration conjointe des niches environnementales des espèces et de la répartition de leurs proies et prédateurs permet de prédire la répartition de leur biomasse en Mer Celtique. De cette répartition hétérogène des principaux compartiments de l’écosystème résulte une structuration spatiale des interactions entre espèces et des propriétés émergentes de l’écosystème (Fig.3). Si les distributions relatives de ces propriétés sont globalement stables au cours de la période étudiée, les changements les plus importants concernent l’abondance des compartiments.


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Figure 3 - De la répartition spatiale des espèces aux caractéristiques émergentes de l'écosystème – quelques métriques à titre d'exemple



Alors que d’autres travaux ont montré que les impacts les plus sévères de la pêche en Mer Celtique avaient eu lieu dès les décennies 1960 et 1970, la présente étude démontre que cette pression demeure le principal facteur de changement entre 1985 et 2016. L’augmentation continuelle de la pression de pêche jusqu’au début des années 2000 aggrave la réduction des stocks des principaux prédateurs dans l’écosystèmes comme le merlu, la morue (le cabillaud, chez votre poissonnier), la baudroie (la lotte), favorisant le développement de leurs proies : de plus petits poissons de fond, des invertébrés (crustacés, céphalopodes) et des poissons pélagiques (sardine, sprat et merlan bleu par exemple). La politique de gestion des pêches plus stricte à échelle européenne dès le milieu des années 2000 montre ses fruits et plusieurs espèces commerciales voient leur abondance ré-augmenter dans les années 2010.


Les effets de l’environnement sont toutefois visibles. La fluctuation de production de plancton explique une partie des variations d’abondance de poisson, en particulier des consommateurs de plancton. Par ailleurs, le réchauffement précoce et brutal des eaux dans le milieu des années 1990 impacte négativement la productivité des espèces dites boréales (morue, hareng, merlan) et positivement celle des espèces dites Lusitaniennes (sardine, sanglier, céphalopodes), respectivement à affinités pour les eaux froides et chaudes. Les résultats de cette étude suggèrent que ces changements de température ont ralenti (voire empêché) ou accéléré le récent rétablissement des stocks d’espèces commerciales suivant leur preferendum thermique.


La prédominance du signal de la pêche dans les changements de l’écosystème doit être considérée au regard de la stabilité des conditions environnementales au cours des 20 dernières années (Fig.4)… une stabilité qui ne perdurera pas d’après les prédictions de modèles climatiques. L’amélioration de la gestion des pêches et l’impact de l’environnement ici mis en évidence semblent suggérer que le changement climatique deviendra la principale pression à laquelle fera face la Mer Celtique dans les décennies à venir !



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Figure 4- Variation temporelle des principaux facteurs de changement dans l'écosystème de Mer Celtique. Axe de gauche (valeur absolue): SST = température de surface; SBT = température de fond; Axe de droite (valeur relative) : PP = production de phytoplancton; ZSH = qualité de l'habitat pour le zooplancton; F=pression de pêche. C’est ce dernier indicateur qui est le plus contrasté sur la période d’étude



Les auteurs de cette étude travaillent actuellement à l’intégration dans le modèle Mer Celtique des projections issues de modèles biogéochimiques produits dans le cadre du GIEC. Le modèle permettra alors de prédire l’impact du réchauffement des eaux en surface comme au fond et un déclin global de la production primaire sur les communautés et leurs conséquences sur les propriétés émergentes de l’écosystème à l’horizon 2100.



Référence
Hernvann P-Y, Gascuel D, Grüss A, Druon J-N, Kopp D, Perez I, Piroddi C and Robert M (2020) The Celtic Sea Through Time and Space: Ecosystem Modeling to Unravel Fishing and Climate Change Impacts on Food-Web Structure and Dynamics. Front. Mar. Sci. 7:578717. doi: 10.3389/fmars.2020.578717




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