Le cycle du carbone : sources, puits, transport et perturbations anthropiques

EUTES2B2
Semestre pair

Dominique SERÇA
serd@aero.obs-mip.fr
05 61 33 27 04

Frédéric GUÉRIN
frederic.guerin@get.omp.eu
05 61 33 26 66

cycle du carbone | bassin versant | écosystèmes aquatiques | perturbations anthropiques/changement d’utilisation des sols | séquestration du carbone | travail sur le terrain & mesures in situ

Objectifs d’apprentissage

Les transferts de carbone seront explorés à l’échelle du bassin versant depuis l’atmosphère jusqu’à l’océan, en considérant la consommation de CO2 atmosphérique par la végétation, son transfert vers les sols sous forme de matière organique (litière, racines, biomasse microbienne) puis vers l’océan après transport et transformation dans les écosystèmes aquatiques. Dans chaque compartiment de la zone critique (sol, eaux souterraines, eaux de surface, sédiments, atmosphère), le carbone organique et inorganique subit des transformations sous l’effet combiné de l’activité microbienne et du changement des conditions physico-chimiques ce qui conduit à sa séquestration partielle (précipitation, sédimentation) et à l’émission de gaz à effet de serre (GES) (dioxyde de carbone et méthane). L’impact de l’activité anthropique (modification de l’occupation du territoire) sera illustré par la modification du cycle du carbone lié à implantation d’un réservoir hydroélectrique.

Les cours seront focalisés sur les méthodes de terrain et s’appuieront sur des cas d’études liés à différents aspects du cycle du carbone. Les étudiants auront accès à un ensemble d’outils utilisés en recherche fondamentale pour étudier les questions environnementales en lien avec la biogéochimie du carbone atmosphérique, des eaux de surface, des eaux souterraines, des sols et des sédiments. Les étudiants apprendront à collecter, analyser, traiter et valider les données à l’aide de différentes méthodes. Ils apprendront à combiner approches théoriques, méthodologiques et naturalistes pour acquérir une expertise qualitative et quantitative sur le cycle du carbone terrestre et les processus biogéochimiques associés.

Prérequis

  • Chimie dans les systèmes aquatiques
  • Cycle du carbone global
  • Processus de formation des sols, pédogenèse
  • Equilibres acide-base

Description synthétique des enseignements

  • Cycle global du carbone dans les rivières, lacs et zones humides, cycle du carbone dans les réservoirs hydroélectriques
  • Introduction aux processus diagénétiques précoces (réactions redox liés à l’activité bactérienne)
  • Le cycle du carbone dans les sols – observations et théories
  • L’analyse du carbone et des GES, métrologie des flux de GES
  • Changement climatique / description générale des systèmes carbonatés / séquestration du CO2 /(bio)minéralisation du CO2

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  • Utilisation des radionucléides (séries de l’U et du Th) comme traceurs géochimiques pour quantifier les flux et comme géochronomètres pour estimer les échelles de temps des processus mis en jeu

Les cours en salle seront complétés par du travail sur le terrain (échantillonnage et mesures in situ) et par du travail en laboratoire (expérimentation et mesures)

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