Source, production et transfert des matières organiques dissoutes dans les bassins versants : éclairages apportés par 10 années de recherche sur le bassin-versant de Kervidy-Naizin, ORE Aghrys.
Résumé
Les matières organiques dissoutes (MOD) sont une des composantes du cycle externe du carbone. Ce sont aussi des vecteurs importants de polluants dans l’environnement. La présence de MOD en fortes concentrations complique également le traitement de l’eau, faisant des MOD un enjeu économique important dans de nombreux pays. Dans les rivières, l’essentiel des MOD provient des sols des bassins versants. A l’heure actuelle et malgré de nombreux travaux, les dynamiques d’activation des sources de MOD au niveau des sols et de contribution de chacune de ces sources au flux total de MOD exporté demeurent encore mal comprises, comme sont encore mal compris les rôles joués par les facteurs hydro-climatiques (distribution des précipitations, dynamique des nappes, etc…) et les propriétés physiques des milieux (épaisseur des organisons organiques des sols, géométrie des circulations de l’eau, etc…), et leurs variabilités spatio-temporelles, sur ces dynamiques. Se pose aussi la question de la mise en connexion des sources de MOD au niveau des sols avec le réseau hydrographique, et des facteurs de contrôle de cette mise en connexion. Plus globalement, le défi qui nous est adressé ici est de comprendre comment les mécanismes de solubilisation élémentaires de la MOD s’agrègent à l’échelle du milieu physiquement hétérogène qu’est le bassin-versant, et comment cette agrégation répond elle-même aux variabilités saisonnières et interannuelles de la dynamique de l’eau et de l’hydroclimat.
Les bassins versants expérimentaux de type ORE constituent sur ce plan des outils de recherche privilégiés, de par leur capacité à acquérir en parallèle et en continu des informations sur la concentration et la composition des MOD depuis les zones sources au niveau du sol jusqu’au réseau hydrographique, tout en contraignant la variabilité des propriétés du milieu et de l’hydroclimat. L’objectif de cet exposé sera de montrer comment l’utilisation couplée de ces informations permet de placer des contraintes de premier ordre sur la localisation des sources de MOD dans les paysages, la manière dont les processus de production de la MOD se distribuent dans le temps et dans l’espace, ainsi que sur les liens entre mécanismes de solubilisation des MOD au niveau du sol, propriétés des MOD solubilisés et variabilités spatio-temporelles des propriétés physiques des milieux et de l’hydroclimat. Au final, on montrera comment les dynamiques chimiques, moléculaires et isotopiques des MOD sont très fortement couplées à la dynamique de l’eau (et donc de l’hydroclimat) dans les bassins versants. On apportera également des éléments montrant comment les dynamiques de solubilisation et de transfert de la MOD se couplent avec celles du Fer, du Phosphore et de l’Azote.