Analyse intégrée des sources et transformations des nutriments dans la zone estuarienne de l'Adour // Integrated analysis of nutrient sources and transformations in the Adour estuarine zone

Interface dynamique entre les eaux continentales et côtières, l'hydrosystème Adour est exposé aux pressions anthropiques et climatiques. La gestion et la préservation de ce système complexe requièrent une connaissance précise des processus couplés hydrodynamiques et biogéochimiques en réponse à l'évolution permanente des forçages externes (marée, débit, apports diffus et ponctuels, évènements extrêmes, etc). Un des verrous majeurs dans notre compréhension actuelle du système Adour est le manque de connaissance des flux de nutriments issus des activités agricoles et des rejets ponctuels, potentiellement responsables de processus d'eutrophisation ou de développements micro-algues ou mucilages marins. Le projet BIOMAN vise à caractériser, par une approche pluri-disciplinaire couplant observations in-situ, expérimentations en laboratoire et modélisation numérique, la dynamique des nutriments dans l'hydrosystème Adour avec un focus particulier sur la zone estuarienne.

Cette thèse se focalise sur l'exploration approfondie des sources, des processus de transformation et de la dynamique des nutriments dans les écosystèmes estuariens et côtiers. L'objectif principal est d'améliorer la compréhension des mécanismes qui influent sur la présence et la variabilité des nutriments dans ces zones cruciales. La recherche est structurée autour de deux grands axes : l'étude de la variabilité spatiale et saisonnière d'une part et la caractérisation des processus de transformation des nutriments d'autre part.
Dans le premier volet, des mesures discrètes seront réalisées saisonnièrement sur un profil en long de l'estuaire de l'Adour et dans divers fleuves côtiers basques. Les concentrations et les compositions isotopiques des nutriments seront mesurées dans le but d'identifier les sources de nutriments parvenant à l'estuaire. Cette investigation couvrira cinq périodes cruciales sur deux années hydrologiques, offrant une perspective saisonnière complète.
Le second volet se concentrera sur des expérimentations en laboratoire visant à définir les lois cinétiques des processus de transformation des nutriments. Les expériences réalisées en milieu contrôlé seront menées en ajustant des paramètres tels que la température, la salinité, les matières en suspension et les concentrations en nutriments. Les cinétiques de production/dégradation seront évaluées dans différentes masses d'eau, représentant des environnements variés tels que les rivières, les stations d'épuration et les estuaires. Les résultats obtenus, y compris les variations isotopiques, alimenteront un modèle de transport réactif développé dans le cadre du projet BIOMAN, contribuant ainsi à une compréhension globale de la dynamique des nutriments dans la zone estuarienne.
Cette approche multidisciplinaire, combinant des études sur le terrain avec des expérimentations en laboratoire, fournira des informations cruciales pour la gestion durable des écosystèmes estuariens et côtiers.
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Dynamic interface between inland and coastal waters, the Adour hydrosystem is exposed to anthropogenic and climatic pressures. Managing and preserving this complex system requires precise knowledge of the coupled hydrodynamic and biogeochemical processes in response to the constant evolution of external forces (tides, discharge, diffuse and point-source inputs, extreme events, etc.). One of the major challenges in our current understanding of the Adour system is the lack of knowledge about nutrient fluxes from agricultural activities and point-source discharges, which may potentially lead to eutrophication or the development of microalgae or marine mucilage. The BIOMAN project aims to characterize, through a multidisciplinary approach combining in-situ observations, laboratory experiments, and numerical modeling, the nutrient dynamics in the Adour hydrosystem with a particular focus on the estuarine zone.

This thesis focuses on the in-depth exploration of the sources, transformation processes, and dynamics of nutrients in estuarine and coastal ecosystems. The primary objective is to improve the understanding of the mechanisms influencing the presence and variability of nutrients in these crucial areas. The research is structured around two main axes: the study of spatial and seasonal variability on one hand, and the characterization of nutrient transformation processes on the other.

In the first part, discrete measurements will be conducted seasonally along a longitudinal profile of the Adour estuary and in various Basque coastal rivers. Nutrient concentrations and isotopic compositions will be measured to identify the sources of nutrients reaching the estuary. This investigation will cover five crucial periods over two hydrological years, providing a comprehensive seasonal perspective.

The second part will focus on laboratory experiments aiming to define the kinetic laws of nutrient transformation processes. Experiments conducted in controlled environments will be carried out by adjusting parameters such as temperature, salinity, suspended matter, and nutrient concentrations. Production/degradation kinetics will be evaluated in different water masses, representing varied environments such as rivers, treatment plants, and estuaries. The results obtained, including isotopic variations, will feed into a reactive transport model developed as part of the BIOMAN project, thus contributing to a comprehensive understanding of nutrient dynamics in the estuarine zone.

This multidisciplinary approach, combining field studies with laboratory experiments, will provide crucial information for the sustainable management of estuarine and coastal ecosystems.
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Début de la thèse : 01/10/2024

Financement d'un établissement public Français

Université de Pau et des Pays de l'Adour

211 Sciences Exactes et leurs Applications

. Master en Biogéochimie, ou Sciences de l'Environnement, ou Chimie de l'Environnement. . Expérience de terrain, prélèvements d'eau, analyses chimiques ; Analyses isotopique serait un plus. . Bonne pratique de l'anglais scientifique à l'écrit et à l'oral. . Bonne pratique de la communication et capacité d'échanger avec une équipe pluridisciplinaire composée de gestionnaires du territoire, scientifiques, ingénieurs et techniciens.
Master's degree in Biogeochemistry, or Environmental Sciences, or Environmental Chemistry. Field experience, water sampling, chemical analyses; Isotopic analysis would be a plus. Good practice of scientific English, both written and spoken. Good communication skills and ability to interact with a multidisciplinary team composed of land managers, scientists, engineers, and technicians.