Cycle de l’eau et Paléohydrologie
Étudier la réponse des systèmes hydrologiques aux changements climatiques actuels et passés, en milieu continental comme en milieu marin pour prévoir et comprendre la résilience des éco-hydrosystèmes
Cet axe de recherche porte sur la compréhension des mécanismes contrôlant les précipitations, l’humidité relative, la nature et l’état des eaux marines, et le cycle de l’eau.
Notre équipe dirige le développement novateur d’une méthode de reconstruction de l’humidité continentale passée, un paramètre clé du cycle de l’eau et du système climatique. Cette méthode se base sur l’analyse de la triple composition isotopique de l’oxygène (17O-excess) d’échantillons d’eau, de sols et de plantes en milieu contrôlé (ANR-HUMI-17 et PAST-17). Nos travaux de calibration ont montré que le 17O-excess des plantes (phytolithes) n’est pas dépendant des paramètres environnementaux tels que la température atmosphérique et les concentrations en CO2 mais uniquement des conditions d’humidité. Ces résultats permettent d’envisager d’obtenir une approche novatrice et originale de l’humidité relative dans le passé et d’améliorer la validation des modèles climatiques.
L’humidité relative atmosphérique continentale est un paramètre clé du cycle de l’eau et du système climatique.
Un jeu de calibrations, en chambre climatique et en milieu naturel, démontre que la triple composition isotopique de l’oxygène de la silice végétale (i.e. les phytolithes), et spécifiquement son 17O-excess, permet de reconstruire quantitativement l’humidité relative atmosphérique, indépendamment des changements de végétation (ANR-HUMI-17 – PortfolioClimat #4)). Chaque per meg de changement du 17O-excess des phytolithes reflète un changement d’humidité relative d’environ 0,2 %.
Ces calibrations sont à la base du projet PAST-17 qui vise à quantifier l’évolution des paléo-hydro-climats et des paléo-altitudes, via le 17O-excess de la silice biogénique (phytolithes et diatomées) issus de sédiments et paléosols de la zone inter-tropicale. Les estimations quantitatives de l’humidité relative seront découplées des changements de végétation et seront disponibles pour des comparaisons entre données et sorties de modèles climatiques, nécessaire à l’amélioration des modèles.
Les derniers développements de micropaléontologie automatisée (plateforme LMA) au sein de l’équipe ont permis d’initier des travaux sur la variabilité passée des conditions hydrologiques de surface dans l’océan Indien. Cette zone contribue à la variabilité climatique à l’échelle globale (ENSO, Mousson). L’application de notre prototype de comptage des microfossiles (MiSo) aux échantillons sédimentaires prélevées sur les carottes marines permet un apport significatif à ce type d’étude. Le gain de temps significatif et la robustesse statistique dans l’acquisition de données permet d’étudier l’évolution passée de différents paramètres océaniques à une « grande » échelle spatiale (projet LEFE IndSo).
Enfin, sur les aspects d’hydrologie moderne, nos études sur la prédictibilité interannuelle des pluies tropicales à l’échelle zonale et régionale ont permis la mise en évidence de régimes différenciés au sein de la zone et modulés au cours des saisons pluvieuses. Parmi ces travaux, il a été montré une modulation systématique intra-saisonnière des pluies tropicales.
