Centre Européen de Recherche et d’Enseignement
des Géosciences de l’Environnement
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Bioindicateurs et traceurs des paléoenvironnements

Responsable Luc BEAUFORT

L’approche fédérant les membres de l’équipe écosystèmes est l’étude et la reconstitution des écosystèmes actuels et/ou fossiles et des paramètres environnementaux qui les contrôlent. Les membres de l’équipe sont spécialistes de bio-indicateurs et de pétro-indicateurs présents dans les archives sédimentaires océaniques et continentales et reconstituent l’évolution dans le temps de paramètres environnementaux. Les proxys sont calibrés dans l’environnement actuel et utilisés dans des séries anciennes. Les groupes d’organismes étudiés sont les végétaux supérieurs (pollens et phytolithes), les diatomées, les coccolithophores, les foraminifères benthiques et planctoniques, les microbialithes, les ammonites et les coraux. Ils sont analysés à plusieurs échelles depuis les aspects génétiques jusqu’à la répartition globale des biomes, en passant par la morphométrie, les associations locales ou régionales de taxons, etc. Les sédimentologues s’intéressent à la dynamique de production et aux processus sédimentaires, soit comme marqueurs de paramètres environnementaux (niveau marin, hydrodynamisme) soit pour mesurer l’évolution des environnements actuels (géomorphologie, impact anthropique). Des membres de l’équipe utilisent également la géochimie comme traceurs des varibales climatique et du cycle hydrologique avec la mesure des isotopes stables de l’oxygène de la silice biogène (diatomée et phytolithe), la composition élémentaire des foraminifères planctoniques, ainsi que la chimie organique.

Les chantiers abordés sont des études sur les flores continentales (phytolithes, pollens), la limnologie (ex. niveaux lacustres à partir des diatomées), le domaine océanique tant côtier (frange littorale, écosystèmes récifaux et de plates-formes carbonatées) que pélagique (microorganismes planctoniques et benthiques). La majorité des études sont développées aux basses latitudes et dans le bassin méditerranéen. Les périodes de temps envisagées sont l’actuel et l’Antropocène, mais aussi le Pléistocène supérieur, et le Méso-Cénozoïque.

METHODOLOGIES

1- Terrain : Les membres de l’équipe ont une large palette d’expertises de terrain reconnue, tant en domaine de carottage océanique et continental que sur d’autre type de prélèvements (microplancton à profondeur nominale, sédiments côtiers, fouilles paléontologiques…). L’équipe dirige souvent d’importantes campagnes internationales de terrain (ex. IMAGES) et/ou reçoit l’appui logistique du SETEL.

2- Extraction : Pour l’extraction de micro- et nanno- fossiles du sédiment nous utilisons plusieurs méthodes, soit développées au CEREGE soit adaptées sur mes protocoles de la littérature. Par exemple pour la séparation des diatomées nous utilisons le SPLITT, qui est un équipement basé sur la technique de Field Flow Fractionation (FFF) et qui utilise une cellule de séparation en flux continu. Les microparticules sont séparées en fonction de leur taille, densité et morphologie, avec une précision de séparation inférieure au micromètre. Cette technique est développée en application à la purification des diatomées pour les analyses de leur composition isotopique en oxygène.

3- Reconnaissance de formes : Des outils de reconnaissance taxinomique automatisé sont développés et utilisés dans notre laboratoire. Outre un parc de microscopie optique conventionnel, l’équipe gère trois microscopes et une loupe binoculaire automatisés (XYZ) munis de caméras haute définition qui scannent les échantillons et saisissent les images des individus de certaines espèces de microfossiles. Ce système automatisé est utilisé en routine pour les coccolithophores, en développement pour les foraminifères et les diatomées. Un logiciel est en phase d’exploration pour les phytolithes. Le but est d’obtenir une plate-forme logicielle et microscopique permettant d’aider les micropaléontologues de nombreuses spécialités. L’équipe Ecosystèmes possède une avance nette sur les laboratoires concurrents.

4- Des outils d’analyse morphométrique automatisée sont développés par l’équipe sous Labview. De même une approche d’analyse d’image novatrice a été conçue pour caractériser les assemblages paléontologiques et leur mode de préservation dans les sédiments à partir des données de terrain.

5- Des outils d’analyses statistiques sont développés avec R en collaboration avec l’équipe de Modélisation. Ces outils permettent par exemple de produire des fonctions de transfert robustes appliquées aux différents bio-indicateurs étudiés dans l’équipe. Le logiciel de modélisation GOCAD est utilisé pour construire des outils géostatistiques permettant de caractériser par exemple l’architecture spatiale des bioconstructions.

6- Le laboratoire d’analyse des isotopes stables-silicates (LIS-Silicate) est à ce jour le seul laboratoire français permettant d’analyser en δ18O et δ17O de très petits échantillons de silicates biogéniques (0.3 à 1.6mg de SiO2) et de météorites ; ce par fluorination laser(IR)-IRMS. La signature δ18O des silicates biogéniques (phytolithes, diatomées), indicateur calibré de la signature δ18O des précipitations, δ18O des lacs et de la température de formation vient combler le manque de traceurs quantitatifs du paléo-cycle hydrologique en domaine continental.

ENSEIGNANTS et/ou CHERCHEURS

Alexandre A. CR, phytolithes

Barboni D. CR, Pollens, Phytolithes

Beaufort L. DR, Coccolithophores

Bulot L. CR, Ammonites

Camoin G. DR, Microbialithes

Chalié F. CR, Diatomées

Chazottes V. MCF, Sédimentologie

Conesa G. MCF, Sédimentologie

David F. MCF, Pollens

Floquet M. Pr., Sédimentologie

Garidel Thoron T. (de) CR, Foraminifères Planctoniques

Gales G. MCF, Microbiologie profonde

Gasse F. DR ém., Diatomées

Licari L. MCF, Foraminifères Benthiques

Martin-Garin B. MCF, Coraux

Montaggioni L. PR ém, Coraux

Philip J. PR ém. , Paléontologie

Ribaud-Laurenti A. MCF, Sédimentologie

Sylvestre F. DR, Diatomées

Robert C. PR, Sédimentologie

Ternois Y. MCF, Géochimie organique

Vella C. MCF, Sédimentologie

Vincens A. CR, Pollens

INGENIEURS / TECHNICIENS

Arnoux A. TCH

Buchet N. AI

Gally Y. IR

Mazur J.C. TCH

Paillès C. IE

DOCTORANTS

Barbarin N. (Dir. Beaufort, L.)

Cartier R. (Dir. F. Sylvestre, F. ; Guiter (IMBE))

Corbineau R. (Dir. Alexandre, A.)

Moreau J. (Dir. Vella C.)

Pasturel M. (Dir. Alexandre, A.)

Regoli F. (Dir. de Garidel-Thoron, T. ; Beaufort, L.)

POST DOCS /CDD

Amaral, P. (Pollens)

Ermini, M. (CCD micropal.)

Gally, C. (CDD informatique)

Held, A.-E. (Sédimentologie)

Novello, A. (Phytolithes)

Sirakov, N. (CDD sédimentologie)

MEMBRES HONORAIRES

Taieb M. (Sédimentologie, Hominidés)

Bonnefille R. (Pollens)