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Soutenance de thèse de Meryll Le Quilleuc

par Valérie PLOUVIN - publié le

Meryll Le Quilleuc doctorante LOG ULILLE soutiendra sa thèse intitulée :
Caractérisation élémentaire et isotopique (Sr et Nd) des dépôts d’aérosols sahariens sur la marge sénégalaise. Implications pour la signature géochimique des sources.

Date : 19 décembre 2019 à 14h00
Lieu : salle CERLA Plateforme technologique Université de Lille Villeneuve d’Ascq

Jury :

Directrice :
Viviane Bout-Roumazeilles
Co-directeur :
Aloys Bory

Rapporteurs :
Karine Desboeufs
Marie Revel

Examinateurs :
Isabelle Chiapello
Nadine Mattielli

Invités :
Yevgeny Derimian
Michel Legrand

Résumé :
Les aérosols désertiques émis dans les régions arides et semi-arides constituent un élément actif du système climatique global. En effet, de par leurs propriétés optiques et leur rôle dans les processus de nucléation dans l’atmosphère, ils ont un impact sur le bilan radiatif et le cycle hydrologique. Ils ont également une influence sur les cycles biogéochimiques marins et continentaux par l’apport de micro- nutriments dans les régions où ils se déposent. Par ailleurs, les aérosols désertiques sont des indicateurs des changements paleo-environnementaux dans les archives sédimentaires. L’impact de l’aérosol minéral dans le système climatique dépend de la quantité de particules émises dans l’atmosphère, de leur distribution granulométrique et de leur composition géochimique. Ces paramètres sont cependant souvent insuffisamment quantifiés, en particulier dans la région du Sahara et du Sahel (plus importante source au monde), du fait des très nombreuses zones d’émission et de leur caractère intermittent. Les caractéristiques des retombées de l’aérosol saharien sont singulièrement mal connues ; celles-ci sont pourtant essentielles pour estimer son impact sur les cycles biogéochimiques, faire le lien avec les dépôts sédimentaires, et contraindre les modèles atmosphériques de transport. Une étude de dépôts éoliens a été réalisée sur la côte sénégalaise dans l’objectif d’améliorer nos connaissances sur la composition chimique des aérosols transportés sur la marge ouest africaine et la signature chimique des régions sources. Dans ce cadre, un capteur passif a été mis en place en 2006 à Mbour, permettant de construire une série temporelle continue de dépôt d’aérosols désertiques avec un pas d’échantillonnage d’une semaine ou moins. La composition élémentaire de la fraction silicatée inférieure à 30 m de 221 échantillons de dépôt a été déterminée (incluant une série continue de deux ans entre 2013 et 2015), ainsi que les rapports isotopiques du strontium (Sr) et du néodyme (Nd) de 42 de ces échantillons. En parallèle, une étude des sources alimentant notre site d’étude a été réalisée à l’aide de l’indice satellite IDDI et de rétrotrajectoires de masse d’air (HYSPLIT). L’étude de la série continue de dépôt 2013-2015 a révélé une grande variabilité dans la composition chimique des particules, suggérant une importante diversité géochimique des sources. Cette série temporelle a permis de mettre en évidence des changements saisonniers du flux et de la composition chimique, en lien avec les changements de provenance et de transport des particules entre la saison sèche (hiver-printemps) pendant laquelle les aérosols sont apportés par les alizés qui balayent le continent ouest-africain, et la saison humide (été) au cours de laquelle les dépôts résultent en partie du lessivage par les précipitations de particules transportées à haute altitude dans la Saharan Air Layer (SAL). L’analyse statistique des rétrotrajectoires de la saison sèche de la série continue a montré qu’une grande partie des régions sources d’Afrique de l’Ouest contribuaient aux dépôts collectés à Mbour, en particulier celles du secteur algéro-malien (région du Tanezrouft) et du secteur sahélien (Mali, Niger, Tchad). Par l’analyse chimique d’échantillons prélevés quotidiennement et le calcul des rétrotrajectoires, il a été possible de caractériser chimiquement plusieurs secteurs de sources, en particulier le secteur algéro-malien, principale région contributrice pendant la saison sèche à Mbour et donc, par extension, pour l’Atlantique tropical nord-est. Dans une certaine mesure, les différents secteurs de sources ont pu être différenciés, en particulier à l’aide des terres rares et des rapports isotopiques du Sr et du Nd. La signature élémentaire des dépôts durant la saison humide, lors du transport dans la SAL, a aussi pu être caractérisée. L’analyse de particules en suspension – fraction totale (« TSPM ») et fraction <10 m (« PM10 ») – a également été réalisée, permettant de comparer les compositions chimiques selon le type d’échantillonnage (dépôts, TSPM et PM10) et d’estimer l’influence de la granulométrie des particules sur la signature chimique mesurée. De plus, le système de filtration PM10 que j’ai mis en place à Mbour pendant ma thèse a permis de mesurer la composition élémentaire de la fraction totale et les taux d’oxydes de fer. L’objectif était de comparer ces derniers avec les propriétés d’absorption des particules. Les résultats préliminaires obtenus confirment l’intérêt d’effectuer en parallèle des mesures optiques dans l’atmosphère et des mesures chimiques au sol afin d’améliorer la télédétection des caractéristiques chimiques des aérosols.