Félicitations à Rémi Pages (OPLC) qui a soutenu sa thèse en visioconférence et dans l’amphithéâtre Océanomed le vendredi 19 Juin 2020
Sur le sujet suivant :
« Étude de l'impact du changement climatique et des apports terrigènes en éléments nutritifs sur le fonctionnement biogéochimique de la mer Méditerranée à l'aide de la modélisation couplée physique/biogéochimie »
Directeur de thèse : Melika Baklouti, Professeur AMU
Co directeur : Thierry Moutin, Professeur AMU
Résumé :
La mer Méditerranée (MED) est maintenant clairement identifiée comme étant une zone particulièrement sensible au changement climatique. De plus, c'est une mer semi-fermée, fortement connectée à la partie continentale, via notamment les apports des fleuves en éléments nutritifs. La prévision et la compréhension de son évolution d'ici la fin du siècle passe par la mise en \oe uvre d'études intégrées, prenant notamment en compte l’évolution des forçages dynamiques et énergétiques aux différentes interfaces afin d’appréhender la complexité de ce système.
C’est dans ce contexte qu’a été construit le projet LaSeR-Med (Towards an integrated prediction of Land and Sea Responses to global change in the Mediterranean Basin) dans le cadre duquel cette thèse a été réalisée. Ce projet a pour objectif d’étudier les effets du changement climatique seul, ou combiné à des scénarios économiques, sur les services écosystémiques clés fournis par le bassin méditerranéen.
Ce travail de thèse s'est focalisé sur le volet marin du projet. La question de fond qui a guidé l’ensemble de ce travail peut être résumée de la façon suivante :
Comment la biogéochimie de la MED est-elle susceptible de réagir face à des changements dans les apports fluviaux et au changement climatique ?
La première étape de ce travail a été d'évaluer le modèle couplé NEMO-MED12/Eco3M-MED au regard des observations disponibles. A l'issue de ce travail préliminaire, nous nous sommes intéressés aux effets, sur la biogéochimie de la MED, des variations observées depuis les années 80 sur les apports terrigènes (fleuves et ruissellements) en éléments nutritifs. Cette thèse a permis de montrer que leurs variations ont significativement influé sur la biogéochimie de la MED, et notamment sur le bassin Est, en provoquant un approfondissement de la phosphacline, et une diminution de la disponibilité du PO4 dans les eaux de surface. Ces premiers résultats ont mis en avant la nécessité d'inclure dans les scénarios d'évolution climatique, des scénarios pertinents pour représenter l'évolution possible des apports fluviaux en éléments nutritifs.
La deuxième partie a eu pour objectif d'étudier les effets sur la biogéochimie de la MED et sur le fonctionnement de son réseau trophique planctonique des seules variations des forçages hydrodynamiques induites par le changement climatique. Pour se faire, le scénario RCP 8.5 du GIEC a été utilisé pour forcer le modèle couplé atmosphère/océan/biogéochimie ALADIN/NEMO-MED8/Eco3M-MED. Ce scénario prévoit une augmentation de la température et de la salinité de la MED, ainsi qu'une diminution de la profondeur maximale moyenne de la couche de mélange. Les simulations (scénario + contrôle) réalisées dans le cadre de cette thèse ont montré un effet significatif de ces changements physiques sur la biogéochimie de la MED, tels qu'une diminution assez significative de la production primaire intégrée (-10 %) et de l'export de carbone à 1000 m (-15 à -20 %). Le scénario prévoit aussi une évolution du réseau trophique planctonique en défaveur du phytoplancton de grande taille (-15 %) en raison de la réduction des éléments nutritifs disponibles dans les couches de surface (pouvant atteindre -45 % pour le PO4). Enfin, pour des apports fluviaux inchangés, les régions où les organismes seront limités ou co-limités par l'azote devraient être plus nombreuses en Méditerranée d'ici 2100. Au regard de cette oligotrophisation toujours plus forte de la MED, il est probable que les apports d'éléments nutritifs par les fleuves joueront un rôle de plus en plus important dans la biogéochimie de la MED et dans le fonctionnement de son réseau trophique planctonique.