Hélène Plihon soutiendra sa thèse le vendredi 5 décembre 2025 à 15h00 – Amphithéâtre Y.008 – Campus de la Garde

Membres du Jury

• Mme Marie-Noëlle PONS, Directrice de recherche-CNRS, Université de Lorraine (France), Rapportrice
• Mme Patricia TURCQ-MOREIRA, Directrice de recherche, IRD –Toulouse (France), Rapportrice
• M. Maxime BRIDOUX, Directeur de recherche-HDR, CEA Saclay (France), Examinateur
• M. Drude DE LACERDA, Professeur des universités, CNPq – Universidade Federal do Ceará (Brésil), Examinateur
• Mme Rozane VALENTE MARINS, Professeure des universités, Universidade. Federal do Ceará (Brésil), Codirectrice de thèse
• M. Stéphane MOUNIER, Maitre de Conférences-HDR, Université de Toulon (France), Directeur de thèse

Résumé

Cette thèse porte sur deux mangroves semi-arides du nord-est du Brésil, Pacoti et Jaguaribe, traversées par les fleuves éponymes et étudiées le long d’un gradient fluvial allant de l’amont vers l’aval. Pacoti, autrefois impactée mais aujourd’hui protégée, s’oppose à la mangrove Jaguaribe, soumise depuis plus de vingt-cinq ans à une aquaculture intensive en aval et à des pressions urbaines, agricoles et hydrauliques en amont. Des carottes sédimentaires (80 cm) ont été prélevées à trois positions fluviales (amont, milieu, aval), avec un point supplémentaire à proximité des fermes de crevettes pour Jaguaribe. À intervalles de 5 cm, les sédiments ont été analysés pour la granulométrie (fraction fine, Al, Fe), les caractéristiques de la matière organique (MO) (%LOI, %C, %N, C/N, Rock-Eval®), le soufre total, les métaux traces (Zn, Co, Cr, Hg), ainsi que les propriétés optiques (spectroscopies UV-Vis et fluorescence 3D). Les stocks de carbone et de métaux, ainsi que les indices de pollution (PLI), ont été établis pour chaque carotte. Pour une teneur équivalente en matière organique (~4 %), les sédiments de Pacoti présentent une concentration moyenne en carbone (2,16 %) presque deux fois supérieure à celle de Jaguaribe (1,2 %). Cette différence traduit une composition distincte de la MO : dans Jaguaribe, la MO est plus azotée (C/N ~15) et plus oxydée (134–285 mg CO₂·g⁻¹ TOC) que dans Pacoti (C/N ~21,8 ; 118–130 mg CO₂·g⁻¹ TOC). Ces signatures témoignent d’apports majoritairement fluviaux (anthropique et naturel) pour Jaguaribe tandis que la MO de Pacoti provient essentiellement de la mangrove elle-même. Cela impacte directement le stock et la stabilité du carbone. Pacoti stocke jusqu’à cinq fois plus de carbone que Jaguaribe (85,83 contre 16,41 MgC·ha⁻¹). La MO des sédiments de Jaguaribe est plus labile et peu humifiée suggérant une vulnérabilité accrue à la minéralisation. Lescinteractions entre MO, soufre et métaux reflètent également ces contrastes. Dans Jaguaribe, Hg et Zn sont fortement corrélés à la fraction fine (R > 0,9), à la MO (R > 0,87) et à l’azote (R > 0,82), tandis que Co est associé aux particules fines (R = 0,8). Pour Pacoti, la corrélation du Hg avec le soufre (R = 0,84) traduit une intéraction typique des mangroves préservées. Malgré l’accumulation de MO, la complexation faible du cuivre (LogK ~4,95) suggère une rétention limitée des métaux. Spatialement, Pacoti présente une relative homogénéité sédimentaire le long du gradient fluvial, alors que Jaguaribe montre une forte hétérogénéité, avec une accumulation de particules fines, de carbone et de métaux (PLI>1 pour Zn, Co) en aval et à proximité des fermes à crevette, rendant ces stocks vulnérables à l’érosion. Cette étude met en évidence que la capacité des mangroves à stocker le carbone et les métaux dépend étroitement de la nature de la matière organique, de la granulométrie et des usages du bassin versant.

Resumo

Esta tese analisa duas manguezais semiáridas do nordeste do Brasil, Pacoti e Jaguaribe, atravessadas por seus respectivos rios epônimos e estudadas ao longo de um gradiente fluvial que se estende do trecho superior ao inferior. O estuario do Pacoti, historicamente impactado mas atualmente protegido por lei, contrasta com o do Jaguaribe, submetido há mais de vinte e cinco anos à aquicultura intensiva no estuario e a pressões urbanas, agrícolas e hidrológicas nas partes superiores. Testemunhos de sedimentos (80 cm) foram coletados nas zonas a montante, intermediária e a jusante, com um adicional próximo a efluentes de fazenda de camarões no estuario Jaguaribe. As análises sedimentares incluíram granulometria (fração fina, Al, Fe), características da matéria orgânica (MO) (%LOI, %C, %N, C/N, Rock-Eval®), enxofre total, metais traço (Zn, Co, Cr, Hg) e propriedades ópticas (espectroscopias UV-Vis e de fluorescência 3D). Os estoques de carbono e metais, os índices de poluição (PLI), foram determinados para cada testemunho a cada 5 cm. Para um teor semelhante de matéria orgânica (~4%), os sedimentos do Pacoti apresentam concentração média de carbono (2,16%) quase duas vezes maior que a do Jaguaribe (1,2%). Essa diferença reflete composições distintas da MO: no Jaguaribe, a MO é mais rica em nitrogênio (C/N ~15) e mais oxidada (99–206 mg O2.g-1 TOC) do que no Pacoti (C/N ~21,8; 89–99 mg O2.g-1 TOC). Essas assinaturas indicam aportes predominantemente fluviais (antropogênicos e naturais) no Jaguaribe, enquanto a MO do Pacoti tem origem principalmente autoctone, produzida pela própria vegetação do manguezal. Essa diferença afeta diretamente o estoque e a estabilidade do carbono. O Pacoti armazena até cinco vezes mais carbono do que o Jaguaribe (85,83 contra 16,41 MgC·ha ¹). A MO dos sedimentos do Jaguaribe é ⁻ mais lábil e pouco humificada, sugerindo maior vulnerabilidade à mineralização. As interações entre MO, enxofre e metais também refletem esses contrastes. No Jaguaribe, Hg e Zn estão fortemente correlacionados com a fração fina (R > 0,9), com a MO (R > 0,87) e com o nitrogênio (R > 0,82), enquanto o Co está associado às partículas finas (R = 0,8). No Pacoti, a correlação entre Hg e enxofre (R = 0,84) reflete interações típicas de manguezais preservados. Apesar da acumulação de MO, a fraca complexação do cobre (LogK ~4,95) sugere uma capacidade limitada de retenção de metais. Espacialmente, o Pacoti apresenta relativa homogeneidade sedimentar ao longo do gradiente fluvial, enquanto o Jaguaribe mostra forte heterogeneidade, com acúmulo de partículas finas, carbono e metais (PLI > 1 para Zn e Co) nas áreas inferiores e próximas às fazendas de camarão, tornando esses estoques vulneráveis à erosão. Este estudo demonstra que a capacidade dos sedimentos de manguezais de armazenar carbono e metais depende estreitamente da natureza da matéria orgânica, da granulometria e do uso do solo na bacia hidrográfica. Palavras-chave : estoque de carbono, metais, matéria orgânica, manguezais semiáridos, nordeste do Brasil, contaminação, complexação

Mot clés

stockage de carbone, métaux, matière organique, mangroves semi-arides, nord-est du Brésil, contamination, complexation.