Couplage benthos-pelagos en marais littoraux de Charente-Maritime : contribution du compartiment sédimentaire à la capacité épuratrice des eaux de surface

La position des marais de Charente-Maritime au sein du continuum terre-mer leur confère de véritables enjeux, à la fois économique, social et écologique (tant en zone continentale que côtière). Ils sont inclus dans un territoire à urbanisation croissante, où les activités agricoles (cultures céréalières, élevage) y sont largement implantées. De ce fait, ces marais sont soumis à des pollutions ponctuelles et diffuses induites par ces activités, et particulièrement aux apports de fertilisants azotés comme les nitrates. L’originalité de ces travaux de thèse réside en l’exploration de la capacité des marais à épurer les nutriments à travers les processus biogéochimiques des compartiments pélagique et sédimentaire en se focalisant sur la rétroaction de chaque compartiment (colonne d’eau et sédiment) sur leurs dynamiques biogéochimiques respectives. Ce couplage benthos-pelagos a été exploré via le suivi continu des paramètres physico-chimiques de l’eau, du phytoplancton et ses éventuels prédateurs, par la géochimie du sédiment par des approches classiques de carottage et analyse des phases solides et mobiles, et par des approches submillimétriques de profilage vertical et de cartographie à travers l’interface eau-sédiment. Cette approche a été intégrée au sein du continuum terre-mer en appliquant ce couplage à différentes typologies de marais, où la salinité et les pressions anthropiques y sont contrastées. Ces travaux mettent en évidence l’impact du sédiment en tant que source de nutriments essentiels pour la colonne d’eau. Le phosphate libéré diagénétiquement a agi comme déclencheur des blooms phytoplanctoniques en marais doux et responsable de bouleversement dans les équilibres pélagiques de limitation en nutriments en marais salés. Cette remobilisation a été mise en lien étroit avec les processus de dissolution par respiration bactérienne des oxydes métalliques sédimentaires, tant en milieu doux que salé. L’intensité de la remobilisation du fer et par conséquent du phosphore sédimentaire a elle-même été contrôlée par les apports en nitrates et leur épuisement à travers la dénitrification au sein de la colonne d’eau et dans le sédiment. Les apports de nitrates hivernaux et printaniers, ont été attribués aux fortes pressions agricoles dans les bassins versants. Le fort couplage entre les cycles de l’azote et du fer génère un phénomène contre intuitif d’inhibition de l’eutrophisation par un excès de nutriment. La pollution diffuse en nitrates témoigne de l’influence de tels bassins versants anthropisés sur les systèmes aquatiques y étant plus ou moins adjacents. Enfin, bien que davantage considérés en milieu marin, ces travaux de thèse soulèvent l’importance du microphytobenthos et des processus de sulfatoréduction, en marais doux, pour la compréhension de la mobilisation sédimentaire de nutriments et du couplage benthos-pelagos en général. L’approche écologique et biogéochimique combinée témoigne de l’importance de traiter les compartiments sédimentaire et aquatique en tant qu’unicum pour la compréhension de la dynamique des nutriments dans ce genre de systèmes. Cette approche permet d’aborder la notion d’épuration directe (compartiments sédimentaire et pélagique comme puits de nutriments) et indirecte (sédiment source de nutriments pour le phytoplancton), en plaçant le sédiment comme contributeur significatif à l’épuration du milieu. Considérer le couplage benthos-pelagos devient donc indispensable pour une gestion optimisée des marais anthropisés visant à limiter les risques d’eutrophisation au sein mais également en aval de ces systèmes (zone côtière).