Thèse Observation des Impacts Anthropiques sur les Écosystèmes Tropicaux à Partir de l'Analyse Géochimique de Carottes de Corail Provenant de la Région Indo-Pacifique H/F

Doctorat.Gouv.Fr

Établissement : Université Paris-Saclay GS Géosciences, climat, environnement et planètes École doctorale : Sciences de l'Environnement d'Ile-de-France Laboratoire de recherche : Laboratoire des Sciences du Climat et de l'Environnement - DRF Direction de la thèse : Eric DOUVILLE ORCID 0000000266731768 Début de la thèse : 2026-10-01 Date limite de candidature : 2026-06-30T23:59:59 Dans le cadre du programme ANR COR-Resilience (2023-2029), nous étudions l'impact des changements globaux (réchauffement et acidification des océans) mais aussi plus locaux (eutrophisation, pollutions, aménagements du territoire) sur le littoral de différentes îles tropicales de l'Indopacifique. Pour cela, nous analysons à l'aide de spectromètres de masse à source plasma de nouvelle génération, de type ICPMS - iCap TQ, des carottes de corail prélevées dans des colonies de genre Porites et Diploastrea. Nous caractérisons ainsi l'évolution spatio-temporelles de paramètres environnementaux des eaux du littoral (température, chimie des carbonates, pollutions, eutrophisation, micro-plastiques etc.) sur les derniers siècles en produisant des séries temporelles à haute résolution (saisonnières ou annuelles selon les archives). Nos observations permettent de caractériser les tendances long-termes mais aussi les évènements plus abrupts ou des effets d'aménagement du littoral (ou du territoire) qui ont potentiellement eu un impact majeur sur le milieu marin et sur le développement des récifs coralliens (croissance, blanchissement, mortalité).
Dans le cadre du sujet de thèse ici proposé, nous proposons de réaliser une analyse en éléments majeurs et traces d'une sélection de carottes de corail couvrant les deux derniers siècles et prélevées dans la région Indopacifique lors des expéditions CLIM-Eparses (2019), TARA-Pacific (2016-2018) et TARA-Asie en cours (2026-2027).
Nous proposons ainsi que l'étudiant.e en thèse analyse la teneur en éléments traces (métaux lourds/polluants) que les archives ont enregistré au cours de leur vie. Ce travail permettra d'acquérir des séries temporelles caractérisant l'évolution de l'environnement marin. Cela concerne ainsi les changements de température (rapport Li/Mg, complémentaire à Sr/Ca), de la chimie des carbonates (B/Ca) de l'eau de mer mais aussi de la présence ou non de certains métaux lourds ou polluants (Mn, Cu, Zn, As, Se, Ag, Cd, Pb, V, Sb) ou éléments sources d'eutrophisation (S, P). L'analyse de ces éléments chimiques par ICPMS est aujourd'hui possible en « mode O2 » grâce à la cellule Collision-Réaction et à la configuration Triple quadrupolaire de l'instrument utilisé. De récents tests menés au LSCE ont démontré la faisabilité de ces mesures dans les bio-carbonates.
A travers ces différentes observations, l'étudiant.e en thèse pourra documenter l'évolution de qualité environnementale des eaux à proximité de certaines côtes tropicales (îles Eparses, Madagascar, pays asiatiques et autres îles indopacifiques). Outre les changements globaux et sa variabilité naturelle préindustrielle, nous pourrons ainsi décrire l'impact de l'anthropisation et utilisation des milieux régionaux, et cela depuis de l'ère industrielle, avec un focus sur les effets de l'aménagement des territoires, sur l'évolution des pratiques agricoles et le développement des populations et leur potentiel impact sur l'environnement: rejets de polluants métalliques, de sulfates, de phosphates. L'effet sur le littoral des précipitations et des rivières à proximité des récifs coralliens sera regardé.
L'étudiant.e pourra bénéficier de l'expertise reconnue des encadrants dans l'analyse précise des éléments majeurs et traces par ICPMS dans les bio-carbonates, ici dans l'aragonite des coraux tropicaux. Les équipes d'accueil, GEOTRAC (LSCE), et 'Marine Holobiomics Lab' en Allemagne (Université de Giessen) accueillent régulièrement des étudiants en licence, master, thèse ou des post-doctorants.
Afin de faciliter l'interprétation des données, l'étudiant.e pourra enfin bénéficier d'une approche croisée « données-modèles » grâce à l'expertise du consortium de l'ANR COR-Resilience. En particulier, les deux encadrants principaux ont une affinité particulière pour l'analyse des éléments traces et des isotopes dans les coraux pour des études en paléoclimatologie, Sciences de l'environnement marin, Biologie mais aussi en écotoxicologie.


Dans le cadre du programme ANR COR-Resilience (2023-2029) et du consortium LSCE-LOCEAN-LOV-EPOC-CSM, nous étudions l'impact des changements globaux (réchauffement et acidification des océans) mais aussi plus locaux (eutrophisation, pollutions, aménagements du territoire) sur le littoral de différentes régions tropicales de l'Indopacifique. A ce stade peu d'informations existent concernant l'évolution et l'impact de la présence de polluants ou nutriments sur le devenir des coraux tropicaux. Nous souhaitons observer les trajectoires et tendances long-termes mais aussi les évènements plus abrupts ou des effets d'aménagements du littoral (ou des territoires tropicaux) qui ont potentiellement eu un impact majeur sur les milieux marins côtiers et sur le développement des récifs coralliens (croissance, calcification de l'aragonite, blanchissement, mortalité). A l'aide d'un spectromètre de masse à source plasma de nouvelle génération, l'ICPMS - iCap TQ, nous analyserons les teneurs élémentaires du squelette en aragonite de coraux massifs prélevées dans différentes régions de l'info-pacifique (Schmidt et al, 2024). Nous souhaitons ainsi caractériser l'évolution spatio-temporelle de paramètres environnementaux des eaux du littoral (température, chimie des carbonates, pollutions, eutrophisation, micro-plastiques etc.) sur les derniers siècles en produisant des séries temporelles à haute résolution (saisonnières ou annuelles selon les archives). Nos observations permettent de caractériser les tendances long-termes mais aussi les évènements plus abrupts ou des effets d'aménagements du territoire (ville, agriculture, exploitations, etc.) qui ont potentiellement eu un impact majeur sur le milieu marin et sur le développement des récifs coralliens (croissance, blanchissement, mortalité).
Nous proposons ainsi que l'étudiant.e en thèse analyse la teneur en éléments traces (métaux lourds/polluants) que les archives ont enregistré au cours de leur vie. Ce travail permettra d'acquérir des séries temporelles caractérisant l'évolution de l'environnement marin. Cela concerne ainsi les changements de température (rapport Li/Mg, complémentaire à Sr/Ca), de la chimie des carbonates (B/Ca) de l'eau de mer mais aussi de la présence ou non de certains métaux lourds ou polluants (Mn, Cu, Zn, As, Se, Ag, Cd, Pb, V, Sb) (ex du Pb : Grizeau, 2025) ou éléments sources d'eutrophisation (S, P). L'analyse de ces éléments chimiques par ICPMS est aujourd'hui possible en « mode O2 » grâce à la cellule Collision-Réaction et à la configuration Triple quadrupolaire de l'instrument utilisé. De récents tests menés au LSCE, notamment dans le cadre du projet régional PAMIR FORVOL sur les foraminifères, ont démontré la faisabilité de mesure du S et P dans les bio-carbonates. Cette approche n'a jamais été réalisée dans la communauté internationale de manière systématique à l'échelle de bassins océaniques.
Ainsi, dans le cadre du sujet de thèse ici proposé, nous proposons de réaliser une analyse en éléments majeurs et traces d'une sélection de carottes de corail couvrant les deux derniers siècles et prélevées dans la région Indopacifique lors des expéditions CLIM-Eparses (2019), TARA-Pacific (2016-2018) et TARA-Asie en cours (2026-2027). Ces travaux de thèse bénéficieront également de l'expertise et des carottes de corail existantes et disponibles dans le cadre de collaborations internationales (Prof. Maren Ziegler - Allemagne; Prof. Miriam Pfeiffer - Allemagne; Prof. Jens Zinke, Royaume-Uni; N. Franck, Allemagne; P. Montagna - Italie).