Caractérisation de la matière organique dissoute d'un site d'eau de surface (fleuve Saint-Laurent) et d'un site d'eau souterraine (aquifère de l'Astien, France) par l'utilisation des isotopes du carbone et des produits d'oxydation de la lignine - TEL - Thèses en ligne Accéder directement au contenu
Thèse Année : 2008

Characterization of the dissolved organic matter from a surface water site (St. Lawrence River) and from a groundwater site (Astien's aquifer, France) by the use of carbon isotopes and lignin oxidation products

Caractérisation de la matière organique dissoute d'un site d'eau de surface (fleuve Saint-Laurent) et d'un site d'eau souterraine (aquifère de l'Astien, France) par l'utilisation des isotopes du carbone et des produits d'oxydation de la lignine

Résumé

The organic matter cycle at the continental scale still remains partly misunderstood. Thus, DOC has been mostly studied under indistinct chemical aspect. Isotopic studies and the use of biomarkers allowed the clarification of certain aspects of its cycle. The present study is part of this research perspective. Two types of environments, the St. Lawrence River and the Astien's aquifer (France), were examined. For the St. Lawrence study, we were interested in the terrigenous organic carbon (TOC) cycle from 13C and 14C measurements on DOC and a refractory fraction of DOC to understand the origin and evolution of TOC during its export towards the ocean. In the Astien study, similar approaches were used to determine the nature, sources, degradation state and temporal evolution of DOC in groundwater. Results show that we keep a predominantly terrigenous origin and a globally recent age for DOC from the St. Lawrence hydrological system. However, a small fraction of this DOC appeared to be much more ancient. The present study indicates that total DOC in the St. Lawrence hydrological system is constituted of organic compounds easily biomineralizable and thus potentially large consumers of dissolved oxygen. TOC could play a more important role than previously estimated in the apparition of hypoxic conditions in the world's estuaries and costal areas. In the Astien's aquifer system, relative kinetics of degradation of organic compounds product by lignin macromolecule could be used for geochronometrical applications.
Le cycle de la matière organique à l'échelle continentale reste encore en partie méconnu. Ainsi, le COD a surtout été étudié sous un aspect chimique indifférencié. Des études isotopiques et l'utilisation de biomarqueurs ont permis d'élucider certains aspects de son cycle. La présente étude s'inscrit dans cette perspective. Deux types de milieux distincts, le fleuve Saint-Laurent et l'aquifère de l'Astien (France), ont été examinés. Dans le volet "Saint-Laurent", nous nous sommes intéressés au cycle du carbone organique terrigène (COT) à partir de mesures 13C et 14C du COD et d'une composante réfractaire du COD afin de comprendre l'origine et l'évolution du COT lors de son transit vers l'océan. Dans le second volet, les mêmes approches ont été retenues afin de déterminer la nature, les sources, l'état de dégradation et l'évolution temporelle du COD dans une nappe d'eau souterraine. Nous retenons une origine majoritairement terrigène pour le COD du Saint-Laurent, ainsi que son âge globalement très récent. Cependant, une fraction de ce COD est apparue beaucoup plus ancienne. La présente étude indique que le COD total du système hydrologique du fleuve Saint-Laurent est en majorité constitué de composés organiques facilement biominéralisables et donc potentiellement grands consommateurs d'oxygène dissous. Le COT pourrait donc jouer un rôle plus important qu'estimé aujourd'hui dans l'apparition de conditions hypoxiques dans les estuaires et zones côtières du globe. Dans le système de l'aquifère de l'Astien, les cinétiques relatives de dégradation des composés organiques issus de la macromolécule ligneuse pourraient donner lieu à des applications géochronométriques.

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Géochimie
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  • HAL Id : tel-00399210 , version 1

Citer

Matthieu Moingt. Caractérisation de la matière organique dissoute d'un site d'eau de surface (fleuve Saint-Laurent) et d'un site d'eau souterraine (aquifère de l'Astien, France) par l'utilisation des isotopes du carbone et des produits d'oxydation de la lignine. Géochimie. Université Paris Sud - Paris XI; Université du Québec à Montréal, 2008. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-00399210⟩
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