Chapitre 13 : Etablissement dun bilan de matière
Chapitre 13. Chimie. 1. Chapitre 13 : Etablissement d'un bilan de matière. Introduction : Nous avons vu au chapitre précédent comment décrire un système
PROGRESSION DUNE CLASSE DE SECONDE EN 2006-2007
Correction exercices n°13 et 19 p 156/158. ? Chapitre 13? : Etablissement d'un bilan de matière : I Relation entre les quantités de matières initiales des
Partie 4 : Les ondes électromagnétiques dans les milieux
21 août 2017 La partie réelle de la permittivité contient la composante de propagation de l'onde. Cours d'Optique et Physique des Ondes – 2016/2017. 11. Page ...
Mesure de la Radioactivité dans les Produits Détergents par
Le savon lisse obtenu contient de l'ordre de 30 % d'eau. Figure 1 : Procédé discontinu de fabrication industrielle du Savon. Page 13. Mesure de la Radioactivité
Bulletin pour la classe de 3 A (1er Trimestre)
30 nov. 2015 21 1380 16
Les isotopes radioactifs de la série de luranium-238 (222Rn 226Ra
Chapitre 2. Les isotopes des séries de l'uranium et du thorium dans les eaux Chapitre 2. Radioactivité naturelle dans les eaux souterraines. 13.
Impacts de lacidification des océans sur les organismes benthiques
8 janv. 2014 émanant des établissements d'enseignement et de ... Chapitre 3 : Synthèse générale sur l'impact de l'acidification des océans.
repérage dinvariants et construction des concepts scientifiques – le
3 janv. 2013 émanant des établissements d'enseignement et de recherche français ou étrangers ... Chapitre VIII Premier bilan… ... Index des matières …
Chimie 11e année - Programme détudes : document de mise en
que l'éducation des générations suivantes en matière d'environnement. agent premier dans l'établissement des liens entre l'évaluation et l'apprentissage ...
Chapitre 13 : Etablissement d’un bilan de matière - Physagreg
Chapitre 13 : Etablissement d’un bilan de matière Nous avons vu au chapitre précédent comment décrire un système dans son état de départ et dans son état d’arrivée Mais nous ne savions pas déterminer les quantités de matières des produits apparues et éventuellement les quantités de matières des réacti fs restant
Spécialité
OcéanographieBiologique
Présentéepar
Fanny NOISETTE
Pourobtenirlegradede
Soutenuele11décembre2013
Devantlejurycomposéde:
Dr.SamDUPONT,UniversitédeGothenburg,Kristineberg,Suède Rapporteur - 2 - - 3 -Résumé
L'acidification des océans (AO) est un phénomène induit par l'augmentation de la pression partielle en CO2 (pCO2) atmosphérique d'origine anthropique qui se caractérise par
une diminution du pH de l'eau de mer et une modification des paramètres de la chimie des carbonates. L'AO est susceptible d'impacter toutes les espèces marines mais les organismes calcifiants y seraient les plus sensibles. Dans le cadre de cette thèse, les réponses physiologiques des algues Corallinacées (algues rouges calcaires) et de la crépidule (mollusque gastéropode) ont été étudiées sous des conditions de pCO2 actuelles et prévues
pour la fin du siècle. Les réponses des Corallinacées à l'AO en termes de production primaire
et de calcification ont varié suivant les espèces, d'une absence de réponse chez Corallina elongata à une diminution de 80% de la calcification nette journalière chez le maërl Lithothamnion corallioides. La crépidule est en revanche une espèce très tolérante à l'augmentation de la pCO2. Aucune dépression métabolique n'a été observée chez les adultes
malgré une diminution de la calcification nette induite par l'augmentation de la dissolution de la coquille externe. La taille des jeunes stades de son cycle de vie (embryons et larves véligères) a été réduite sous conditions de pCO2 élevées mais aucune diminution de la
respiration ou mortalité importante n'a été observée. Ces espèces calcifiantes ont une
importance écologique majeure au sein des écosystèmes côtiers de Manche et Atlantique nord-est. Les changements physiologiques induits par l'AO sur ces espèces clé sont susceptibles de modifier les flux de matière et d'énergie au sein des écosystèmes dans lesquels elles sont des espèces ingénieures.Mots clés : acidification des océans, calcification, crépidule, écosystèmes côtiers, maërl,
métabolisme - 4 - - 5 -Sommaire
Introduction 1
1. Rôle des océans dans le cycle du carbone 1
2. Système des carbonates 3
3. Qu'est-ce que l'acidification des océans ? 5
4. Evènements passés d'acidification des océans 6
5. Prédictions pour le futur 9
6. Impacts de l'acidification des océans sur les organismes marins 10
7. Milieux côtiers tempérés 13
8. Thématique et objectifs de la thèse 15
Partie 1: Impact de l'acidification des océans sur les algues 19 Corallinacées des milieux côtiers tempérés Chapitre 1 : Généralités et physiologie des Corallinacées 211. Caractéristiques écologiques 21
2. Photosynthèse et acquisition du carbone 23
2.1 Utilisation du carbone dans la photosynthèse 23
2.2 Diffusion passive du CO
2 23
2.3 Mécanismes de concentration de carbone (CCMs) 24
2.4 Contrôle abiotique de l'acquisition de carbone 27
3. Processus de calcification 27
4. Couplage entre photosynthèse, respiration et calcification 29
Chapitre 2 : Réponses des algues Corallinacées des milieux côtiers tempérés 33à l'acidification des océans
1. Etat de l'art sur les réponses des Corallinacées à l'AO 33
2. Effets de l'augmentation de la pCO2 sur trois algues Corallinacées vivants 35
dans des milieux aux conditions physico-chimiques contrastées2.1 Contexte général 35
2.2 Résumé de l'article n°1 35
Article n°1 39
3. Effets de l'augmentation de la pCO2 sur une espèce d'intérêt le maërl 61
(Lithothamnion coralliodes) dans différentes conditions de température3.1 Contexte général 61
3.2 Résumé de l'article n°2 64
Article n°2 67
- 6 - Chapitre 3 : Synthèse générale sur l'impact de l'acidification des océans 91 sur les Corallinacées en zone côtière1. Réponses physiologiques individuelles des Corallinacées à l'AO 91
2. Effets et interactions de stress multiples 94
3. Impacts sur les communautés algales 96
Partie 2 : Impact de l'acidification des océans sur le gastéropode 99 invasif Crepidula fornicata Chapitre 1 : Généralités sur la crépidule et la physiologique 101 des mollusques marins1. Caractéristiques biologiques de la crépidule 101
2. Introduction et invasion de la crépidule en Europe 103
3. Impacts écologiques et économiques de la crépidule 104
4. Processus physiologiques chez les mollusques 105
4.1 Métabolisme 105
4.2 Régulation acide-base 106
5. Formation de la coquille calcaire 106
Chapitre 2 : Impact de l'acidification des océans sur la phase adulte de 109 la crépidule1. Etat de l'art sur les impacts de l'AO sur les mollusques marins 109
2. Réponses métaboliques de la crépidule durant un stress thermique dans 111
différentes conditions de pCO22.1 Contexte général 111
2.2 Résumé de l'article n°3 112
Article n°3 113
3. Réponses physiologiques de crépidules adultes dans différentes conditions 131
croisées d'augmentation de la pCO2 et de la température3.1 Contexte général 131
3.2 Résumé de l'article n°4 131
Article n°4 135
4. Mesures de pH extracellulaire 166
Chapitre 3 : Impact de l'acidification des océans sur les jeunes stades de vie 169 de la crépidule1. Etat de l'art sur l'impact de l'AO sur les jeunes stades de vie des mollusques 169
2. Impact de l'augmentation de la pCO2 sur la coquille durant le développement 171
embryonnaire de la crépidule2.1 Contexte général 171
- 7 -2.2 Résumé de l'article n°5 172
Article n°5 175
2.3 Processus hypothétiques contrôlant l'équilibre acido-basique dans 195
les capsules de crépidule3. Impact de l'augmentation de la pCO2 sur la survie, la croissance et le métabolisme 196
de larves véligères de Crepidula fornicata3.1 Contexte général 196
3.2 Introduction 196
3.3 Matériel et méthodes 198
3.4 Résultats 202
3.5 Discussion 205
Chapitre 4 : Synthèse générale sur l'impact de l'acidification des océans 209 sur l'espèce invasive Crepidula fornicata1. Impact de l'AO sur les jeunes phases du cycle de vie 209
1.1 Importance de l'encapsulation dans la résistance à l'augmentation de la pCO2 209
1.2 Importance de la durée de vie larvaire planctonique 210
1.3 Importance des effets mémoires à travers plusieurs phases du cycle de vie 211
2. Tolérance des adultes à l'AO 212
2.1 Réponses physiologiques et régulation du pH interne 212
2.2 Réponses de calcification 213
3. Interaction de l'AO avec d'autres facteurs abiotiques 215
4. Impacts de l'AO sur les communautés 217
Discussion générale et perspectives 2191. Importance du compartiment benthique dans les écosystèmes côtiers 219
2. Impacts de l'AO sur les flux des communautés calcifiantes des milieux 220
tempérés côtiers3. Impacts des communautés sur les paramètres de la chimie des carbonates 223
dans un contexte d'AO4. Une zone côtière aux multiples stress 224
3. Perspectives 225
Références bibliographiques 227
Annexes
- 8 - - 19 -INTRODUCTION
- 20 - - 1 -Introduction
1. Rôle des océans dans le cycle du carbone
L'océan, réservoir majeur de carbone sur Terre, joue un rôle essentiel dans larégulation du cycle global du carbone avec une absorption journalière estimée à 22 millions
de tonnes de dioxyde de carbone (CO2) (Feely et al. 2008). Ainsi, la surface des océans
absorbe chaque année environ un quart du CO2 émis dans l'atmosphère par les activités
d'origine anthropique (Sabine et al. 2004). A l'interface air-mer, la diffusion du CO2atmosphérique dans l'océan est facilitée par la différence de la pression partielle en CO2
(pCO2) entre l'océan et l'atmosphère. La solubilité et la distribution du CO2 dans les océans
dépend de nombreux facteurs physico-chimiques comme la température, la salinité ou lerégime de turbulence mais aussi de facteurs biologiques (activité photosynthétique, processus
biogénique de calcification). Une fois le CO2 dissous dans les eaux de surface, il est ensuitetransporté horizontalement et verticalement à travers les couches de l'océan par des processus
biologiques et chimiques comme (i) la pompe de solubilité, (ii) la pompe de carboneorganique et (iii) la contre-pompe des carbonates, ces deux dernières étant souvent associées
sous le nom de pompe biologique (Denman et al. 2007) (Figure 0-1). (i) La pompe de solubilité est un mécanisme contrôlant l'absorption ou le dégagement de CO2 gazeux en fonction de la température. La solubilité est d'autant plus grande que l'eau
est froide. Ainsi, les zones d'eau de surface froide de l'océan (ex : Atlantique Nord-Est) sont des zones importantes d'absorption du CO2 atmosphérique gazeux par l'océan. Ces eaux de
hautes latitudes, denses et froides, chargées en CO2, coulent ensuite vers l'océan profond où
elles transportent une forte concentration de carbone inorganique dissous (CID) et sont à l'origine de la circulation thermohaline à grande échelle (Denman et al. 2007). (ii) La pompe biologique est gouvernée par les processus de photosynthèse du phytoplancton marin qui convertit le CID en matière organique. Ce processus est limité par la disponibilité de la lumière et des nutriments et n'a donc lieu que dans la couche photique des océans. Le CO2 atmosphérique dissous dans les océans et capté par la photosynthèse alimente
le flux de carbone organique particulaire (COP) vers l'océan profond à la mort du phytoplancton ou par intégration dans le réseau trophique. Ce cycle maintient le gradientIntroduction
- 2 -vertical de concentration en CID avec des valeurs plus élevées en profondeur et moins élevées à la surface (Hofmann & Schellnhuber 2009). Alors que la majorité du carbone organique
produit dans la couche de surface est recyclée sous forme de CO2 après broutage par le
zooplancton, 30 % s'enfonce dans les eaux plus profondes avant d'être reconverti en CO 2 par les bactéries marines. Sur la totalité de la matière organique formée en zone photique,seulement 0,1 % de carbone organique environ atteint le fond des océans où il est stocké dans
les sédiments (Feely et al. 2001). (iii) La contre-pompe des carbonates est, contrairement aux deux autres pompes, source de CO2. Le processus de calcification biogénique généré par les espèces calcifiantes du
plancton - principalement coccolithophores et ptéropodes - émet du CO2 lors de la formation
de la coquille calcaire dans l'océan de surface (voir "2 Système des carbonates" pour la formule). A l'inverse de la pompe biologique qui séquestre du CO2 dans les océans, la contre-
pompe des carbonates consomme du CID mais libère du CO2. A la mort des organismes, les
tests calcaires coulent dans la colonne d'eau et s'agrègent sur les fonds marins. La redissolution du CaCO3 est alors un puits de CO2, qui peut être ramené vers la surface par les
processus de remontées d'eaux profondes appelés upwelling (Denman et al. 2007).Figure 0-1: Régulation des fluctuations naturelles de CO2 atmosphérique par les pompes de solubilité et
biologiques. D'après Denman et al. 2007Introduction
- 3 -2. Système des carbonates
Dans l'eau de mer, le carbone inorganique dissous (CID) se retrouve sous différentes formes : la forme indissociée (CO2 aq), l'acide carbonique (H2CO3), les ions bicarbonates
(HCO3-) et les ions carbonates (CO32-). La proportion de chacune des espèces de carbone dans
l'eau de mer dépend des constantes de dissociations qui varient en fonction du pH (Figure 0-2). Dans les conditions actuelles de pH (8,1 en moyenne sur l'océan global), les ions HCO
3- sont la forme majoritaire du CID total (91 %) tandis que les ions CO32- ne représentent que 8
% du CID et le CO2 aq (et l'H2CO3), 1 % (TheRoyalSociety 2005).
Figure 0-2: Répartition des différentes espèces de CID en fonction du pH marin. pHT : pH mesuré sur
l'échelle totale. Issu de Solomon et al. 2007 Les échanges de CO2 entre l'atmosphère et l'océan sont définis via le coefficient de solubilité du CO2 dans l'eau de mer (Zeebe 2011) permettant un transfert thermodynamique
du CO2 depuis l'atmosphère vers l'océan à travers la surface de la mer (Sabine et al. 2004).
Une fois dissous dans l'eau de mer de surface, le CO2 réagit avec l'eau pour former le H2CO3.
Cet acide faible se dissocie immédiatement en HCO3- et ions hydrogènes (H+). Les ions
HCO3- peuvent à leur tour se dissocier en ions CO32- et en ions H+ (Figure 0-4 A).
Introduction
- 4 - Le cycle du carbone en milieu marin est lié au cycle des carbonates. La formation et la dissolution du carbonate de calcium (CaCO3) utilisent des ions CO32- ou HCO3- selon les
formules suivantes : (i) Caquotesdbs_dbs23.pdfusesText_29[PDF] calculer son barème avec - Sgen-CFDT
[PDF] suites - XMaths - Free
[PDF] vecteurs et droites - Maths-et-tiques
[PDF] chapitre 1 1 statistiques pourcentages moyennes - Mathadoc
[PDF] Génétique Féline - MTMK-ICF
[PDF] Manuel de l 'utilisateur de la calculatrice - Weight Watchers
[PDF] Calcul Algébrique
[PDF] 2 RAPPEL DES TECHNIQUES DE CALCUL DANS R
[PDF] Calculus book
[PDF] Calculus II
[PDF] Stewart - Calculus - Early Transcedentals 6e - VNUA
[PDF] Calculus Made Easy - Djmcc
[PDF] Calculus book
[PDF] 2017-2018 Official Academic Calendar - Carnegie Mellon University