Éditeur(s) : Université de la Rochelle
Résumé : In order to better understand the functioning of the Brouage intertidal mudflat (Marennes- Oléron Basin, France), its carbon-based trophic web has been modelled and analyzed. The foodweb building is based on the 4 step method of Inverse Analysis: 1) conceive an a priori model as the graph of compartments (nodes) between which exist fluxes of material (vertices). These vertices are the unknowns for the problem; 2) gather all the existing knowledge about the ecosystem and translate it into linear equations and inequalities involving the fluxes; 3) complete this set of data by common knowledge on the behaviour of the compartments and translate it into inequalities, 4) solve the obtained linear system under the parsimony principle to find a unique solution vector. The food-web analysis is based on. The first purpose of this work was a methodological one: inverse analysis method has been adapted to consider the seasonal and spatial variability of the temperate ecosystem: two seasons have been coupled in the computation and the area has been divided into three geographical zones along a cross-shore gradient. Hence, two types of physical exchanges are involved: the benthicpelagic ones and the advection ones. Statistical results can also be obtained by coupling Monte Carlo methods to Inverse Analysis. To study the obtained networks, new indices based on Markov Chains take delay into account in describing integrative transfers of material between compartments. This lets emerge the systems' properties that are not obvious at first sight and emphasizes the role of peculiar components. The second purpose was to apply such methods to the Brouage mudflat ecosystem in order to better understand its functioning. As the knowledge and methods evolve, various food webs were computed and analyzed with the help such indices and existing ones. Sensitivity analyses allow to point at the most crucial lacks of knowledge, which can orientate future field research. New data would improve the quality of the model in two ways: one the one hand, they would validate or invalidate the outcomes and on the other hand, they would give useful information to better constrain some of the black boxes and most uncertain fluxes, especially the advection and vertical flows. The main results of the study show a strongly seasonal system in which benthic and pelagic components are linked with intensity. The system is driven by its high local benthic primary production, but also depends on imports from the basin. Each of the 3 geographic zones has a peculiar functioning. The central zone corresponds to the classical description of European intertidal mudflats: very productive, it can feed the other regions. It is a production zone. The upper part is less productive but is fed by the middle one via the water column and can be exploited by shorebirds. It is a degradation zone (material is transformed for less qualitative). The lower part strongly depends on the basin imports for its functioning, as the cultivated bivalves act as a pump for pelagic material of which a great part is deposited under the cultivation structures (oyster racks or mussels "bouchots"). It is a transformation zone.
Un double objectif (méthodologique et appliqué) a été visé par une modélisation du réseau trophique de la vasière de Brouage (Bassin de Marennes Oléron, France) à l'aide de l'analyse inverse, et son étude à l'aide de l'analyse des réseaux. L'Analyse Inverse permet en effet de reconstruire l'ensemble du réseau à partir de données éparses, le problème du manque de données étant récurrent en Ecologie. Au plan méthodologique, l'analyse inverse a été adaptée à la prise en compte des caractères saisonnier et spatialement hétérogène d'un écosystème tempéré de zone intertidale : deux saisons ont ainsi été couplées et la vasière a été considérée le long d'un transect perpendiculaire au rivage et divisé en trois zones spatiales. Deux types de flux physiques interviennent donc : les flux verticaux de dépôt et remise en suspension, et les flux d'advection via la colonne d'eau. Des pistes d'amélioration et de nouvelles méthodes sont proposées. Un résultat sous forme statistique peut être obtenu en couplant l'utilisation de méthodes de Monte Carlo à l'analyse inverse pour la construction des réseaux trophiques. Les moyens d'étude des modèles ont été enrichis par la mise au point d'indices issus de la construction de chaînes de Markov et prenant en compte le caractère temporel des transferts de matière entre compartiments. Enfin, la transformation mathématique du modèle statique pour une étude dynamique de la stabilité de l'équilibre décrit est abordée. Plusieurs modèles ont été construits au cours de l'évolution des méthodes et de l'acquisition de connaissances sur le site. Des méthodes d'analyses existantes et d'autres mises au point dans le cadre de cet ouvrage ont été appliquées aux réseaux obtenus afin de faire émerger les propriétés du fonctionnement de la vasière et de souligner le rôle de certains compartiments. Des analyses de sensibilité permettent d'évaluer la robustesse des résultats et d'orienter les recherches futures en mettant en évidence les manques les plus cruciaux. Des données supplémentaires, notamment concernant les foraminifères benthiques, le zooplancton ou les mouvements verticaux du microphytobenthos permettront de fournir de meilleures contraintes et de valider (ou non) les résultats obtenus. Les principaux résultats montrent un système au fort caractère saisonnier dont les compartiments benthiques et pélagiques sont très liés. La production primaire benthique locale est un moteur important, mais qui ne suffirait pas à suppléer l'indispensable importation de matériel détritique. Le découpage de la vasière en trois zones fait apparaître les particularités de chacune. La zone centrale correspond à la description classique des « vasières intertidales européennes » : très productive, elle peut alimenter les autres régions. C'est une zone de production et d'exportation. La partie supérieure est moins productive et reçoit de la matière de la zone de milieu d'estran via la colonne d'eau. Sa production secondaire peut alors être exploitée par les limicoles, nombreux en hiver. C'est une zone de dégradation et d'exportation. Le bas d'estran dépend fortement des importations extérieures, « pompées » par les bivalves cultivés qui sont ainsi directement responsables d'une forte sédimentation sous les structures mytilicoles et ostréicoles. C'est une zone de transformation.

Droits : info:eu-repo/semantics/openAccess
http://archimer.ifremer.fr/doc/2005/these-2260.pdf
http://archimer.ifremer.fr/doc/00000/2260/

Éditeur(s) : HAL CCSD Springer Verlag
Résumé : International audience
The chemical and isotopic compositions of clay minerals such as illite and chlorite are commonly used to quantify diagenetic and low-grade metamorphic conditions, an approach that is also used in the present study of the Monte Perdido thrust fault from the South Pyrenean fold-and-thrust belt. The Monte Perdido thrust fault is a shallow thrust juxtaposing upper Cretaceous-Paleocene platform carbonates and Lower Eocene marls and turbidites from the Jaca basin. The core zone of the fault, about 6 m thick, consists of intensely deformed clay-bearing rocks bounded by major shear surfaces. Illite and chlorite are the main hydrous minerals in the fault zone. Illite is oriented along cleavage planes while chlorite formed along shear veins (<50 μm in thickness). Authigenic chlorite provides essential information about the origin of fluids and their temperature. δ18O and δD values of newly formed chlorite support equilibration with sedimentary interstitial water, directly derived from the local hanging wall and footwall during deformation. Given the absence of large-scale fluid flow, the mineralization observed in the thrust faults records the P-T conditions of thrust activity. Temperatures of chlorite formation of about 240°C are obtained via two independent methods: chlorite compositional thermometers and oxygen isotope fractionation between cogenetic chlorite and quartz. Burial depth conditions of 7 km are determined for the Monte Perdido thrust reactivation, coupling calculated temperature and fluid inclusion isochores. The present study demonstrates that both isotopic and thermodynamic methods applied to clay minerals formed in thrust fault are useful to help constrain diagenetic and low-grade metamorphic conditions.
ISSN: 0010-7999

hal-00757736
https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-00757736
DOI : 10.1007/s00410-011-0718-0

Éditeur(s) : Vertigo
Résumé : Submersible exploration of the deep-sea floor during the last decades revealed new insights in this part of our planet with the discovery of an unsuspected diversity of ecosystems. Coral reefs, confined in our mind to warm and shallow tropical waters, have been observed at several hundreds meter depth along continental margins. Like their tropical counterparts, cold water corals are home for several invertebrate and fish species. The diversity and complexity of this rich ecosystem has just started to be studied. Documented and potential treats by human activities including bottom fishing and petroleum industry activities have to be considered and there is an urgent need to prevent further degradation of these vulnerable reefs. The objective of the CARACOLE cruise, lead by Ifremer and gathering geologists and biologists of several European countries, was to explore by robotic submersible several coral mounds off Ireland. This new approach revealed the real extent of the coral colonies, the diversity of the associated fauna and helped to test hypotheses to understand the mound formation.
L'exploration des fonds océaniques, notamment à l'aide des submersibles, a apporté ces dernières décennies un nouvel éclairage sur cette partie du globe, avec la découverte d'une diversité d'écosystèmes jusque là insoupçonnée. Des massifs de coraux, surtout connus des eaux chaudes et peu profondes des régions tropicales se développent à plusieurs centaines de mètres de profondeur le long des marges continentales. Ils servent de substrat, de refuge et de nourriture à de nombreux invertébrés et poissons, et sont à l'origine d'un écosystème riche dont la diversité et la complexité commencent tout juste à être étudiées. Malgré leur profondeur, ils sont soumis à l'impact des activités humaines, notamment la pêche par chalut qui a déjà détruit certains de ces "récifs" mais aussi la menace potentielle de l'exploration pétrolière. La campagne CARACOLE, menée par l'Ifremer et regroupant des géologues et biologistes européens spécialistes de ces milieux, avait pour objectif la prospection par submersible filoguidé de plusieurs monts de coraux au large de l'Irlande. Elle a permis d'évaluer l'étendue des colonies de coraux, de caractériser la faune associée et de tester différentes hypothèses pour expliquer leur formation.
Vertigo (Vertigo), 2004-12 , Vol. 5 , N. 3

Droits : 2004 Vertigo
http://archimer.ifremer.fr/doc/2004/publication-2364.pdf
http://archimer.ifremer.fr/doc/00000/2364/

Éditeur(s) : HAL CCSD
Résumé : Thrusting fault zone in foreland basins are characterized by highly foliated zones generally enriched in phyllosilicates which can play a major role on the mechanical behaviour of the fault. In this context, investigations of synkinematic clay minerals permit to determine the origin of the fluid from which they precipitated as well as the mechanisms of deformation. Our study is focused on clay mineral assemblages (illite and chlorite) in a major thrust fault located in the Monte Perdido massif (southern Pyrenees), a shallow thrust that affects upper cretaceous-paleocene platform carbonates and lower Eocene marls and turbidites. It implied 3 km of displacement of the Monte Perdido thrust unit with respect to the underlying Gavarnie unit. In this area the cleavage development by pressure-solution is linked to the Monte Perdido and Gavarnie thrust activity. The core zone of the fault, about 6 m thick, consists of an interval of intensely deformed clay-bearing rocks bounded by major shear surfaces. The deformed sediment is markedly darker than the protolith. Calcite-quartz shear veins along the shear planes are abundant. Detailed SEM and TEM observations of highly deformed fault zone samples indicate that clay mineral enrichment in the core zone of the fault is not only related to passive increase by pressure-solution mechanism but that dissolution-recrystallization of phyllosilicates occurs during deformation. A mineral segregation is observed in the highly deformed zone. Newly formed 2M 1 muscovite is present along the cleavage whereas IIb chlorite crystals fill SV2 shear veins suggesting syntectonic growth of phyllosilicates in the presence of fluids in low-grade metamorphic conditions. These mineralogical reactions act as weakening processes and would favour Monte Perdido fault creeping.
Swiss Journal of Geosciences

hal-00795553
https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-00795553
DOI : 10.1007/s00015-012-0098-0

Éditeur(s) : Neidine Editeurs
Résumé : The object of this article is to offer a synthesis of the knowledge clarifying the originality and the diversity of the submarine geological formations of the New Caledonian EEZ. A reminder is given onto the geologic history of the region, based upon the dislocation of the Gondwana Continent, the opening of the Tasman Sea, the presence of submarine volcanism, the setting up of heavy peridotitic rocks, the building up of the Fairway and Lord Howe Ridges and of sedimentary basins, the formation of volcanic domes and sea-mounts or guyots, the subduction along the Vanuatu Trench, the uplift of the Loyalty Islands, the development of carbonated ptatforms around the islands etc.... Of this complex history ensues an exceptional submarine geo-diversity. After this presentation the article clarifies the methods and the tools used in marine geosciences to map, explore, observe, analyze, sample, that they are embarked or are autonomous, teleoperated or inhabited systems. A chapter describes the programs which were set up since about forty years and the results obtained as well as the scientific teams concerned with. In conclusion, based on the unpublished character of this geo-diversity, the article introduces the second text to come in a next issue of theTai Kona magazine, text which will focus on the scientific, economic (mineral resources), environmental (deep biodiversity) and risks (seismicity) challenges that are worn by one of the most original submarine geologic context in the world.
L’objet de cet article est de proposer une synthèse des connaissances explicitant l’originalité et la diversité des formations géologiques sous-marines de la ZEE calédonienne. Un rappel est donné sur l’histoire géologique de la région basée sur la dislocation du continent Gondwana, l’ouverture de la Mer de Tasman, la présence de volcanisme sous-marin, la mise en place des péridotites, la formation des rides de Fairway et Lord Howe et de bassins sédimentaires, la formation de dômes et monts sous-marins ou guyots, la subduction le long de la fosse de Vanuatu, la surrection des Loyautés, la mise en place de plateformes carbonatées etc... De cette histoire complexe découle une géo-diversité sous-marine exceptionnelle. Après cette présentation l’article explicite les méthodes et les outils utilisés en géosciences marines pour cartographier, explorer, observer, analyser, prélever, qu’ils soient embarqués ou soient des systèmes autonomes, télé-opérés ou habités. Un chapitre décrit les programmes qui ont été mis en place depuis une quarantaine d’années et les résultats obtenus ainsi que les équipes scientifiques en place. En conclusion sur le constat du caractère inédit de cette géo-diversité, l’article introduit un deuxième texte à venir dans un prochain numéro de Tai Kona, texte qui se focalisera sur les enjeux scientifiques, économiques (ressources minérales), environnementaux (biodiversité profonde) et de risques (sismicité) portés par un contexte géologique sous-marin des plus originaux.
Tai Kona (2269-7535) (Neidine Editeurs), 2014 , N. 8 , P. 48-57

Droits : 2014 Tai Kona
http://archimer.ifremer.fr/doc/00194/30574/29098.pdf
http://archimer.ifremer.fr/doc/00194/30574/

Éditeur(s) : HAL CCSD
Résumé : National audience
La sédimentation en baie du Mont Saint Michel se caractérise par la mixité des apports, presque exclusivement d’origine marine, carbonatés et silicoclastiques. La question du comblement de cet environnement hypertidal et de l’évolution de son trait de côte, représenté dans le fond de baie (sud et ouest) par des barrières coquillières, se pose à l’horizon des décennies à venir. Comment ce comblement va t-il être affecté par le changement climatique global marqué entre autres par l’accélération de la remontée du niveau marin et par des modifications potentielles de faunes (habitats, espèces..etc) auxquelles peut également contribuer le développement d’activités humaines comme la conchyliculture ?Les travaux présentés ici (projet Sédibaie, DDTM35 / Région Basse Normandie) ont pour objectif de quantifier le taux de sédimentation dans le fond de baie du Mont-Saint-Michel depuis les derniers siècles, et cela afin d’appréhender les tendances à venir. Pour ce faire des carottages courts (moy. 75 cm) ont été réalisés selon 5 radiales côte-large réparties de St Benoit des Ondes (près de Cancale) à La Chapelle Ste Anne (à l’Ouest du Mt St Michel). Les carottes ont fait l’objet d’analyses variées (faciès, granulométrie, teneur en carbonate, XRF, Scopix, datations 14C...). Un échantillonnage de surface a également été réalisé afin de caractériser les assemblages faunistiques actuels (malacofaune, microfaune, vivant, mort). Parallèlement, des travaux spécifiques sont menés sur les barrières coquillières (stratigraphie THR, évolution contenu faunistique, processus d’édification..). Les enregistrements étudiés sur les carottes couvrent la sédimentation du dernier millénaire au moins. Ils mettent en évidence le passage entre un environnement de dépôt dominé par l’action des marées, à un environnement de plus haute énergie, sans doute dominé par l’action des houles (tempêtes ?). Ce changement majeur, visible sur quasiment toutes les carottes à une profondeur variant entre 30 et 50 cm, s’opère peu après 1000 ans cal. BP. (à confirmer). Il est attribué à un changement climatique d’échelle au moins régionale (Atlantique nord). La complexite de l’enregistrement sédimentaire au-dessus du passage tidal/houle met en évidence une variabilité de faciès sédimentaires à haute fréquence, probablement liée à une fluctuation du climat de houle (NAO, Petit Age Glaciaire), ainsi que dans la partie supérieure à des changements d’apports bioclastiques relatifs au développement des installations conchylicoles.
25e Réunion des Sciences de la Terre
Caen, France

hal-01413154
https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-01413154

Éditeur(s) : HAL CCSD Elsevier
Résumé : International audience
During compressive events, deformation in sedimentary basins is mainly accommodated by thrust faulting and related fold growth. Thrust faults are generally rooted in the basement and may act as conduits or barriers for crustal fluid flow. Most of recent studies suggest that fluid flow through such discontinuities is not apparent and depends on the structural levels of the thrust within the fold-and-thrust belt. In order to constrain the paleofluid flow through the Jaca thrust-sheet-top basin (Paleogene southwest-Pyrenean fold-and-thrust belt) this study compares on different thrust faults located at different structural levels. The microstructures in the different fault zones studied are similar and consist of pervasive cleavage, calcite shear veins (SV1), extension veins (EV1) and late dilatation veins (EV3). In order to constrain the nature and the source of fluids involved in fluid-rock interactions within fault zones, a geochemical approach, based on oxygen and carbon stable isotope and trace element compositions of calcite from different vein generations and host rocks was adopted. The results suggest a high complexity in the paleohydrological behaviors of thrust faults providing evidence for a fluid-flow compartmentalization within the basin. Previous studies in the southern part of the Axial Zone (North of the Jaca basin) indicates a circulation of deep metamorphic water, probably derived from the Paleozoic basement, along fault zones related to the major basement Gavarnie thrust. In contrast, in northern part of the Jaca basin, the Monte Perdido thrust fault is affected by a closed hydrological fluid system involving formation water during its activity. The Jaca and Cotiella thrust faults, in turn, both located more to the south in the basin, are characterized by a composite fluid flow system. Indeed, stable isotope and trace element compositions of the first generations of calcite veins suggest a relatively closed paleohydrological system, whereas the late calcite vein generations, which are probably associated with the late tectonic activity of the basin, support a contribution of both meteoric and marine waters. Based on these results, a schematic fluid-flow model is presented. This model allows visualization of three main fluid flow compartments along a N-S transect.
ISSN: 0264-8172

hal-00963606
https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-00963606
DOI : 10.1016/j.marpetgeo.2013.09.005

Éditeur(s) : HAL CCSD Public Library of Science
Résumé : We examined tree-soil habitat associations in lowland forest communities at Paracou, French Guiana. We analyzed a large dataset assembling six permanent plots totaling 37.5 ha, in which extensive LIDAR-derived topographical data and soil chemical and physical data have been integrated with precise botanical determinations. Map of relative elevation from the nearest stream summarized both soil fertility and hydromorphic characteristics, with seasonally inundated bottomlands having higher soil phosphate content and base saturation, and plateaus having higher soil carbon, nitrogen and aluminum contents. We employed a statistical test of correlations between tree species density and environmental maps, by generating Monte Carlo simulations of random raster images that preserve autocorrelation of the original maps. Nearly three fourths of the 94 taxa with at least one stem per ha showed a significant correlation between tree density and relative elevation, revealing contrasted species-habitat associations in term of abundance, with seasonally inundated bottomlands (24.5% of species) and well-drained plateaus (48.9% of species). We also observed species preferences for environments with or without steep slopes (13.8% and 10.6%, respectively). We observed that closely-related species were frequently associated with different soil habitats in this region (70% of the 14 genera with congeneric species that have a significant association test) suggesting species-habitat associations have arisen multiple times in this tree community. We also tested if species with similar habitat preferences shared functional strategies. We found that seasonally inundated forest specialists tended to have smaller stature (maximum diameter) than species found on plateaus. Our results underline the importance of tree-soil habitat associations in structuring diverse communities at fine spatial scales and suggest that additional studies are needed to disentangle community assembly mechanisms related to dispersal limitation, biotic interactions and environmental filtering from species-habitat associations. Moreover, they provide a framework to generalize across tropical forest sites.
ISSN: 1932-6203

hal-01260289
https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-01260289
PRODINRA : 342930
DOI : 10.1371/journal.pone.0141488

Éditeur(s) : HAL CCSD European Geosciences Union
Résumé : International audience
Natural disturbances are the dominant form of forest regeneration and dynamics in unmanaged tropical forests. Monitoring the size distribution of treefall gaps is important to better understand and predict the carbon budget in response to land use and other global changes. In this study, we model the size frequency distribution of natural canopy gaps with a discrete power law distribution. We use a Bayesian framework to introduce and test, using Monte Carlo Markov chain and Kuo–Mallick algorithms, the effect of local physical environment on gap size distribution. We apply our methodological framework to an original light detecting and ranging dataset in which natural forest gaps were delineated over 30 000 ha of unmanaged forest. We highlight strong links between gap size distribution and environment, primarily hydrological conditions and topography, with large gaps being more frequent on floodplains and in wind-exposed areas. In the future, we plan to apply our methodological framework on a larger scale using satellite data. Additionally , although gap size distribution variation is clearly under environmental control, variation in gap size distribution in time should be tested against climate variability.
ISSN: 1726-4170

hal-01590729
https://hal-univ-guyane.archives-ouvertes.fr/hal-01590729
https://hal-univ-guyane.archives-ouvertes.fr/hal-01590729/document
https://hal-univ-guyane.archives-ouvertes.fr/hal-01590729/file/bg-14-353-2017.pdf
DOI : 10.5194/bg-14-353-2017