Les projets de thèmes transverses sont sélectionnés dans le cadre d’un appel à idée lancé annuellement depuis 2019. Ces projets doivent permettre d’initier des actions de recherche collectives, mutualisant les sites, les techniques et les savoir-faire, selon une approche systémique visant à mieux comprendre les couplages entre les processus physiques, chimiques, biologiques et humains à l’intérieur de la zone critique, intégrant les échelles de temps et d’espace comme proposé dans l’article fondateur Gaillardet et al. 2018 – https://doi.org/10.2136/vzj2018.04.0067.

Des actions de recherches collectives et systémiques

Les projets sont construits sur une question ou un enjeu scientifique original, au caractère fédérateur et interdisciplinaire et impliquent plusieurs observatoires. Les thèmes transverses, actions de recherche pluriannuelles ou ateliers de réflexion transverse sur une question scientifique, sont un tremplin à l’émergence de projets de recherche pluridisciplinaires.

Les collaborations avec les Zones Ateliers sont fortement encouragées, ainsi que l’étude des socio-écosystèmes visant à structurer la communauté eLTER France. Depuis le lancement de cet appel à idée, 34 projets de thèmes transverses ont bénéficié d’un soutien (8 projets en 2019, 6 projets en 2020, 6 projets en 2021, 9 projets en 2022, 5 projets en 2023). Les retours des thèmes financés montrent qu’une vraie dynamique collective est en place qui utilise les données de l’IR OZCAR. Cette dynamique est à maintenir et à enrichir au travers du soutien à de nouveaux projets.

Des projets phares (projets en cours)

Thèmes transverses 2019

Flux d’érosion chimique dans les observatoires d’OZCAR (Julien Bouchez, IPGP) 

Ce thème vise à faire une synthèse des données existantes sur la composition chimique des rivières de l’IR OZCAR et à calculer des flux de transport dissous et d’érosion chimique dans les bassins versants de l’ IR OZCAR le long des gradients géologiques, climatiques, et d’utilisation des terres que le réseau permet d’explorer.

Flux d’érosion long-terme dans les observatoires d’OZCAR (Vincent Regard, GET Toulouse)

Ce thème est un projet de recherche portant sur l’analyse des isotopes du béryllium dans les quartz des sables de fond des cours d’eau de l’IR OZCAR. L’isotope 10 du béryllium est formé lors de l’irradiation de la surface de la Terre par des rayons cosmiques et fournit des informations sur les taux d’érosion à long terme. Sa mesure permet de déduire des vitesses d’érosion que l’on pourra comparer aux estimations plus conventionnelles faites dans les observatoires de l’IR OZCAR (projet suivant) et selon des conditions d’utilisation des terres variables.

Flux particulaires dans les observatoires d’OZCAR (Cédric Legout, IGE Grenoble)

Ce thème vise à réunir les communautés de l’IR OZCAR intéressées par le transport solide, sous la forme d’un atelier axé sur les développements méthodologiques et instrumentaux — échantillonnage des MES et calcul des flux, harmonisation des protocoles — et sur la modélisation du transfert des particules. Les données seront comparées aux estimations de long terme faites dans le projet précédent. La perte de matière solide des sols est un sujet sociétal très important pour le réseau OZCAR.

« Calcite bags » (Stéphane Binet, ISTO Orléans)

Ce projet de recherche vise à installer des sacs contenant des cristaux de calcite facilement solubles pour en déduire des conditions d’acidité dans les sols des observatoires de l’IR OZCAR. Ce projet s’inspire de l’expérimentation mondiale des sacs de thé (menée dans ILTER) pour étudier la dégradation de la matière organique le long des gradients climatiques. Par simple pesée, cette expérience permettra une détermination indirecte de la vitesse de dissolution de la calcite et donc de la pression partielle de gaz carbonique dans le sol des observatoires de l’IR OZCAR. Le projet vise à explorer la diversité des conditions climatiques, géologiques et d’utilisation des terres permise par le réseau OZCAR et de comprendre les facteurs qui affectent l’acidité des sols.

Rôle de la zone racinaire au sein de la zone critique (Yves Godderis, GET Toulouse)

Ce thème vise à appréhender le rôle des racines profondes dans le cycle de l’eau et les réactions eaux-roches dans les observatoires de l’IR OZCAR. L’atelier pluridisciplinaire et pluri-observatoires qui s’est tenu en juin 2019 à Toulouse a permis la soumission d’un projet ANR accepté en 2020. Il s’agit du projet « NUTRILIFT, racines profondes versus pompes : comparaison des prélèvements profonds de nutriments dans des éco et agrosystèmes tropicaux secs » porté par Jean Riotte.

Gaz-Ex : gaz dissous dans les eaux des observatoires d’OZCAR (Thierry Labasque, Géosciences Rennes)

« Gaz-ex » est un atelier-projet pour faire le point de la mesure des gaz dissous dans les divers observatoires de l’IR OZCAR. Il s’agit aussi de valoriser le parc analytique acquis dans CRITEX (spectro MIMS) pour la mesure des gaz dissous. Le projet propose de comparer les protocoles de mesures et de lancer des tests à long terme et des campagnes pour tenter d’estimer le coefficient de dégazage du CO₂ dans les rivières de l’IR OZCAR par exemple.

Évolution de la ressource en eau et adaptation au changement climatique (Florence Habets, ENS Paris)

Cet atelier a pour objectif d’identifier, dans les séries de données acquises dans les observatoires de l’IR OZCAR, la contribution du changement climatique et celle des activités humaines, quantifier le potentiel d’adaptation. Un stage en 2020 a permis une première analyse des tendances sur les chroniques longues acquises dans l’IR OZCAR.

 Cours d’eau et rivières intermittentes (Ophélie Fovet,  SAS, Rennes, Thibault Datry, RiverLy, Inrae Lyon)

Un atelier intitulé « rivières et cours d’eau intermittents » a été organisé dans le cadre des ateliers transverses de l’IR OZCAR. Ce séminaire d’un jour et demi a constitué un premier événement pour :
1) Parcourir et partager le panorama des études conduites sur le sujet : les sites, les techniques et les savoir-faire ;
2) Identifier les verrous persistants sur le thème, identifier les liens et collaborations possibles entre les équipes, et discuter des stratégies pour traiter ces verrous. Il a débouché sur une publication commune en cours de révision dans la revue WiRES.

Thèmes transverses 2020

« PAPAYES » : Prélèvement IntégrAtifs Particulaires et AnalYses des matiÈres en Suspension (Annaëlle Simonneau, ISTO Orléans)

Ce thème transverse porte sur la quantification des flux biogéochimiques particulaires à l’échelle d’un bassin versant. Douze sites d’OZCAR/RZA de superficie variable (5 km² à 42 km²) sont concernés. Le projet comprend trois étapes : l’installation de GEACOS (nouveau piège à sédiments « low-cost » développé au sein de l’UMR ISTO à Orléans par Anaëlle Simonneau et son équipe : le GranulomEtric pAssive Capture of dissOlved matter & Sediment ayant fait l’objet d’une licence creative commons CNRS), la collecte et l’analyse de données de caractérisation bio-géochimiques des matières en suspension. Ce projet est lié au projet 2019 sur les flux particulaires.

« DEDMOS » : Déterminants écologiques et dynamique de la matière organique dans les sols des observatoires d’OZCAR (Priscia Oliva, GET Toulouse)

Le projet est issu de la fusion de trois projets proposés et complémentaires, souhaite développer une action transversale « SOLS » dans l’IR OZCAR. Ce projet associe géochimie, pédologie et hydrologie dans des contextes climatiques contrastés. Il a pour objectif l’organisation d’un atelier permettant un état des lieux des connaissances et des bases de données sur les sols de l’IR OZCAR. Il ambitionne de développer une surveillance des analyses du stock et de la dynamique du carbone dans les observatoires de l’IR OZCAR et de contraindre les relations entre fractions organiques et minérales, biodiversité du sol, et paramètres environnementaux.

Métabolisme des rivières de l’IR OZCAR (Sophie Guillon, MINES Paris Tech Fontainebleau)

Le projet vise à comprendre et quantifier le métabolisme des petites rivières par intégration des données haute fréquence d’oxygène dissous dans les observatoires de l’IR OZCAR. Il s’appuie sur l’utilisation des données acquises dans les Riverlab en fonctionnement pour comprendre le fonctionnement biogéochimique de la zone hyporhéique en particulier et les flux de dégazage de CO₂. Un stage de master est financé en 2021 pour l’intégration de données haute fréquence de deux bassins versants agricoles.

UV-vis et DOM : caractérisation de la matière organique dissoute dans les rivières d’OZCAR par spectrophotométrie UV-vis (Mathieu Masson, RiverLy, Inrae Lyon)

Le projet porte sur l’apport de la spectrophotométrie UV-visible dans les observatoires de l’IR OZCAR pour déterminer les sources et la nature de la matière organique dissoute dans les bassins versants en utilisant des sondes commerciales à faible coût. Dans un premier, temps, l’organisation d’un atelier est prévue pour dresser un état des lieux.

Karst et Ghost : fantomisation dans les karsts des observatoires d’OZCAR (Philippe Vernant, Géosciences Montpellier)

Le projet porte sur de nouveaux concepts de l’évolution de la Zone critique en domaine calcaire. L’objectif est de réaliser la datation des quartz en domaine karstique et travailler sur la microbiologie du processus de fantomisation à l’origine du développement des réseaux karstiques (karstogenèse multisite et multidisciplinaire). Dans un premier temps est prévue l’organisation d’un atelier de réflexion en collaboration avec l’association française du karst.

Boucles de rétroaction et tipping points dans OZCAR (Christophe Peugeot, HSM Montpellier)

Ce projet qui a été déposé en 2019 voit sa réalisation en 2020. Il propose de décrire les trajectoires temporelles de l’évolution de la zone critique sur la base des données disponibles de l’IR OZCAR et la possibilité de systèmes montrant des points de bascule en fonction de perturbations. L’organisation d’un atelier de réflexion interdisciplinaire sur les boucles de rétroaction et l’influence sur la dynamique de la Zone critique va être organisé, courant 2021, afin d’établir un état des lieux de la configuration actuelle des observatoires relativement aux données et à la prise en compte de ces dernières dans la modélisation. Le sujet fait l’objet d’un projet de recherche collaborative ANR « TipHyc » —Exploration des points de bascule dans le cycle hydrologique ouest-africain, retenu au dernier appel générique 2020.

Thèmes transverses 2021

Contribution de la gravimétrie supraconducteur à l’estimation et l’évapotranspiration – approche multisites : Observatoire du Larzac, BV du Strengbach, Fontaine du vaucluse-LSBB (Simon Carrière, METIS, Paris)

Ce projet interdisciplinaire a pour enjeu d’identifier les relations entre la dynamique temporelle du signal gravimétrique et la dynamique de l’évapotranspiration du pas de temps journalier à saisonnier sur différents sites de l’infrastructure de recherche OZCAR. L’objectif est donc de travailler sur des sites déjà équipés de gravimètres à supraconducteur et de tours à flux, pour y ajouter des capteurs de flux de sève et mettre en œuvre un modèle d’évapotranspiration. Enfin, les résultats des différents sites seront comparés. A terme, la réalisation de ce projet est d’aboutir à la préparation d’un projet plus ambitieux (i.e. ANR).

La réponse du système eau-sol-plante aux changements globaux (Damien Lemarchand, Lhyges)

Ce projet vise à développer des outils diagnostics pour étudier la réponse des écosystèmes forestiers face aux changements globaux dans leur stratégie de gestion des stocks de nutriments. En particulier, il vise à utiliser les isotopes du bore pour déterminer l’équilibre entre les flux lithogéniques et ceux biogéniques et la relation entre cet équilibre et les conditions environnementales. Cette approche a le potentiel d’être étendue par la suite à d’autres isotopes stables non-traditionnels incluant les macronutriments tels que le Mg, Si et Ca et à pouvoir être transposable à l’ensemble des écosystèmes forestiers comme agricoles. Ce projet met à profit la large gamme de conditions hydrogéochimiques des sites du réseau OZCAR. Il se veut également un point de départ vers une approche structurante sur le moyen terme au niveau du réseau OZCAR de développer et standardiser les outils isotopiques à l’échelle du bassin versant.

Suivi haute fréquence de 3 rivières contrastées de la zone critique (montagne et sites agricoles). Apport des concentrations chimiques multi-éléments à la compréhension des hydrosystèmes et de leurs réponses aux forçages anthropiques (Marie-Claire Pierret, Lhyges (ITES Strasbourg))             

Les trois sites sont le bassin versant de l’Orgeval (bassin parisien, agricole, 45 km2, BVRE ORACLE), de Kervidy-Naizin (Bretagne, 4,9km2, agricole – ORE AgrHys) et du Strengbach (massif vosgiens, moyenne montagne, sylvicole, 0,8 km2, SNO-OHGE). Ils présentent des caractéristiques très variées en termes de taille, géologie, climat, utilisation des terres, anthropisation et donc au niveau du fonctionnement hydrodynamique et biogéochimique, et des réponses aux activités humaines et aux forçages climatiques. C’est ici tout l’intérêt de la structure OZCAR qui permet des connexions et des collaborations intersites. La réalisation du projet est un tremplin pour la préparation de nouveaux projets notamment dans le cadre des appels de l’ANR. Le projet est par ailleurs complémentaire aux projets de thèmes transverses « rivières intermittentes », « flux de matière dans les BV » et « métabolisme des rivières, dynamique de la matière organique », ainsi qu’aux activités développées par le postdoctorant en modélisation.

Monitoring de l’ADNe dans les observatoires de la zone critique (Jérôme Murienne, EDB – Evolution et Diversité Biologique, Toulouse)

Le projet a pour objectif de mesure l’impact de la qualité des eaux et perturbations anthropiques sur la variation saisonnières de l’ADNe (analyse des variables essentielles hydrologiques tous les 2 mois). Dans ce cadre est donc prévu le développement de la 1ère BDD spatio-temporelles incluant des données sur l’ADN environnemental (ADNe) sur les eaux tropicales/sols tropicaux de la zone critique (paramètres majeurs de la zone critique : hydrologie, sédimentaire, géochimie). Le développement de cette BDD va porter en année 1 sur les données de la station des Nouragues, Guyane française(écosystème forestier tropical vierge) et sur le site Maroni de la station Hybam (impact sur la biodiversité important – augmentation de 240 % de la turbidité sur les 15 dernières années due à une exploitation illégale de l’exploitation minière). Et prévoir l’inclusion d’au moins un autre site CZO en année 2. Des études récentes ont montré l’importance de l’utilisation de l’ADN environnemental comme outil technologique du suivi écologique (i.e. écosystèmes aquatiques tropicaux). Le projet répond à un enjeu primordial qui est celui de la préservation des espèces et de la biodiversité, un récent rapport de l’IPBES ayant conclu à l’importance de la préservation de la biodiversité.

Héritage paysager : impact des mutations sociétales et climatiques sur la zone critique (Claire Marais Sicre, CESBIO Toulouse)

Le projet propose, sur le bassin versant Montoussé, d’étudier l’impact de l’évolution de l’occupation du sol passée d’un bassin versant agricole sur l’érosion des sols et sur la qualité des eaux et avoir une meilleure compréhension de l’évolution spatiale et temporelle du paysage. L’objectif est de proposer une méthodologie générique de l’évolution passée des paysages transposable à d’autres sites OZCAR. Et par ailleurs permettre de faire des liens entre les sites OZCAR et RZA, comme cela a déjà été fait le site de l’observatoire du Baget (SNO Karst, OZCAR) et le site atelier Pyrénées de la ZA PYGAR.

Thèmes transverses 2022

Gravimétrie et évapotranspiration (Nolwenn Lesparre, ITES Strasbourg)

Il s’agit d’affiner l’estimation de l’évapotranspiration en combinant mesures (flux d’évapotranspiration par eddy-covariance, capteurs de flux de sève et de potentiels spontanés, gravimétrie) et modélisation (modèle SimpleKcET) sur trois sites équipés de gravimètres (Strengbach, LSBB-Fontaine de Vaucluse, H+/Larzac). L’année 2022 permettra de compléter l’instrumentation et un stage de master prévu en 2023 permettra l’analyse croisée des données. Un atelier sur la « Géophysique passive pour l’étude de la zone critique » est aussi prévu en 2022. 

Humidité des sols dans les observatoires de l’IR OZCAR (Flora Branger et al., RiverLy, Lyon)

L’humidité du sol est une variable-clef pour les observatoires de la zone critique. Cependant, cette information reste largement sous-exploitée dans l’IR car de nombreuses questions liées au processus de mesure en lui-même, à l’exploitation et la valorisation des données acquises restent encore à traiter. L’objectif de ce thème transverse est de partager sous forme d’ateliers les expériences acquises dans les observatoires d’OZCAR sur les thèmes suivants : choix des capteurs, les protocoles de déploiement et d’installation ; procédures de calibration des capteurs et de validation des données ; état des lieux en termes de partage et mise à disposition des données ; différentes façons d’exploiter et d’utiliser les données (analyse de données, modélisation), à l’échelle locale des observatoires, ou sur des échelles spatiales transverses.

Rétro-observation de la zone critique (Pierre Sabatier et al., EDYTEM, Le Bourget du Lac)

L’approche basée sur la rétro-observation permet de retracer les trajectoires d’évolution de la zone critique à différentes échelles de temps en reconstituant à la fois son fonctionnement et les forçages associés. L’hypothèse sous-jacente est que chaque processus à l’œuvre au sein de la zone critique se traduit par un transfert de matière qui porte et transmet une information relative au processus qui l’a généré. L’étude de ces produits, subséquemment piégés dans des archives sédimentaires, permet donc, en théorie, de reconstituer fidèlement les processus à l’œuvre au sein de la zone critique. L’objectif du thème proposé est d’identifier les observatoires où il serait possible de réaliser des carottages sédimentaires lacustres ou autre dans les observatoires du réseau, ce qui permettrait, après datation, d’étendre dans le passé récent (dernier siècle) les chroniques d’observation et informations disponibles sur l’évolution de la zone critique. L’idée de se focaliser sur le dernier siècle, c’est qu’il est possible de dater précisément les archives à l’aide des radioéléments de courtes périodes 210Pb/137Cs, laissant ainsi la possibilité de calibrer les reconstitutions de variables à partir des sédiments avec les données instrumentales acquises dans l’observation associés. Les indicateurs (proxies) potentiellement mobilisables pour reconstituer les différents paramètres le long de la carotte sont de nature sédimentologique, physique, géochimique (organique ou minéral) ou biologique, permettant potentiellement de reconstituer des variations telles que l’hydrologie, l’érosion, l’altération, les pollutions, les cycles biogéochimiques ou encore la santé des écosystèmes. Pour aller plus loin, des projets de recherche pourraient ensuite être montés.

Prospective sur l’observation de la zone critique dans les Terres Australes et Antarctiques françaises (Sébastien Gogo et al., ECOBIO Rennes)

L’observation de la zone critique dans les régions antarctiques et subantarctiques est encore parcellaire. De plus, l’Antarctique et les îles subantarctiques vont subir d’importantes modifications (e.g. verdissement, perte de masse des glaciers, impacts de la dynamique de la calotte, modification des courants atmosphériques, océaniques) qu’il faudrait documenter et comprendre. Avec les Terres Australes et Antarctiques Françaises (TAAF), nous possédons un laboratoire à ciel ouvert approprié pour développer une approche intégrée de la zone critique en milieu polaire et/ou subpolaire.

Les objectifs de cette action transverse (4 ateliers sur 2022 et 2023) sont 1) de créer un espace de discussion et de réflexion autour de l’observation de la zone critique sur le long terme dans la zone subantarctique et/ou antarctique, 2) de faire le point sur l’existant, 3) en fonction de l’existant, de définir les manques et proposer des actions, 4) de discuter et d’analyser, avec les différentes parties prenantes, la faisabilité de ces potentielles actions.

Sciences participatives dans l’IR OZCAR (Jules Kouadio et al., LEE, Nantes)

Une des premières actions de ce thème vise à voir comment amplifier les connaissances sur la Zone Critique en utilisant des données scientifiques et citoyennes de qualité variable ? Il s’agira plus particulièrement de structurer la recherche participative au sein de l’IR OZCAR ; de proposer une méthodologie qui servira de base de travail aux initiatives de recherches participatives au sein de la communauté OZCAR ; de développer des réflexions sur la question du citoyen capteur (« citoyen sentinelle de l’environnement ») et des capteurs bas coût transversaux à proposer aux observatoires ; de renforcement les liens avec les SHS. Dans une première phase, on fera un recensement des initiatives déjà existantes en sciences participatives dans l’IR OZCAR.

Nanoparticules dans la zone critique (Marc Benedetti, IPGP Paris)

Depuis une vingtaine d’année, l’émergence d’un nouveau polluant potentiel, les nanoparticules ayant une taille comprise entre 1 et 100nm, a entrainé de nombreuses inquiétudes quant à leur impact sur la santé humaine et sur les milieux naturels. Les nanoparticules peuvent être d’origine naturelle ou produites par l’homme. Il est nécessaire de quantifier les concentrations et les flux des nanoparticules dans l’environnement afin d’étudier leurs cycles de vie et leurs potentiels impacts écotoxicologique. Il est proposé de s’intéresser à des petits bassins hydrographiques où les deux principales hypothèses testées seront les suivantes : 1/ L’utilisation des terres influera sur les concentrations et les flux de NP mesurés dans les cours d’eau ; 2/ Les paramètres hydrologiques et biogéochimiques tels que le débit, la conductivité ou la concentration de matières organiques changeant au cours d’une année seront des paramètres clés des processus qui régiront la concentration et le devenir des nanoparticules nouvellement injectées dans l’écosystème fluvial.
il s’agira dans un premier temps de détecter les nanoparticules naturelles, les nanoparticules accidentelles et/ou manufacturées dans les eaux de surface pendant plusieurs années sur quelques bassins pilotes, avant de poursuivre sur l’identification des processus de contrôle.

Tests de préservation de la conservation d’échantillons d’eau (Jonathan Prunier et al., GET Toulouse)

L’objectif de ce thème serait de promouvoir une approche standardisée pour le traitement et la préservation des échantillons d’eaux de surfaces continentales collectées au sein des réseaux d’observations OZCAR et pour cela étudier l’évolution de leurs compositions chimiques (et si possible isotopiques) à court et long termes en fonction du type d’eau. Il est proposé de s’intéresser au stockage court terme et de comparer pour chaque type d’eau (riche ou non en Carbone Organique Dissous, eaux blanches ou noires, acide ou basique…), l’impact des différents paramètres suivants sur les teneurs en éléments majeurs, en traces et isotopiques: le matériau de l’unité de filtration utilisé pour le traitement de l’échantillon ; le type de conditionnement (en milieu acide ou non) jusqu’à l’analyse et pour la conservation ; les conditions de stockage : à température ambiante ou en chambre froide à 4°C.

Contrôle des flux d’O₂ et de CO₂ dans la zone critique (Camille Bouchez et al., Géosciences Rennes)

Ce thème transverse vise à répondre à la question suivante : Quelle est la dynamique (transport et réactivité) de l’O₂ et du CO₂ dans la subsurface et quels sont les facteurs expliquant les distributions de l’O₂ et du CO₂ avec la profondeur? Quels sont les flux d’O₂ et de CO₂ aux zones d’interface entre environnements profonds et environnements de surface?

Pour y répondre, il est proposé de caractériser conjointement les flux d’eau et les concentrations dans le milieu souterrain et dans les rivières à partir des connaissances et des mesures existantes. Des données de temps de résidence, bons descripteurs du stockage/relargage d’eau dans les bassins pourront apporter un cadre d’interprétation des flux d’O₂ et de CO₂. La comparaison des résultats entre différents sites au sein d’OZCAR permettra de s’interroger sur les facteurs forçant cette dynamique : lithologie, topographie, climat.

Thèmes transverses 2023

Précipitations atmosphériques (Brice Boudevillain, IGE Grenoble et Marie-Claire Pierret, ITES Strasbourg)

Le suivi des précipitations atmosphériques est présent dans tous (ou quasiment tous) les observatoires de la zone critique car il est indispensable à l’étude de plusieurs processus physiques (infiltration, ruissellement, érosion mécanique, lessivage), chimiques (altération, dépôts atmosphériques, acidité des pluies), et biologiques (croissance ou dépérissement de la végétation, développements microbiens, bactériologiques), ainsi que pour l’étude des interactions avec les humains (ressource en eau de qualité et en quantité, risques hydrométéorologiques comme les crues et les étiages sévères). Pourtant, peu d’échanges ont eu lieu sur le sujet des précipitations dans la communauté OZCAR, que ce soit sur des aspects techniques comme l’instrumentation, les protocoles de mesures et d’échantillonnage, le traitement des mesures acquises et leur critique, ou sur des aspects plus scientifiques comme l’étude des processus liés aux précipitations atmosphériques dans la zone critique. L’enjeu est donc d’engager dans un premier temps des échanges et des réflexions et ainsi de fédérer les équipes de techniciens, ingénieurs et chercheurs autour de questions pratiques allant de l’acquisition des mesures de la pluie et de la neige à la bancarisation des données et des produits, puis dans un second temps d’initier des actions de recherches collectives.

Mobilisation de fluor durant des épisodes de crues majeurs et l’impact sur les eaux de surface en milieu montagneux (Erica Erlanger, GFZ, Potsdam, Allemagne)

Le fluor est un élément essentiel à la vie sur Terre et fondamental pour la santé humaine. À l’échelle mondiale, les rivières transportent environ 15,8 x 1012 g de Fluor dissous et particulaire par an vers les océans1. Environ 60% de ce flux provient de l’érosion chimique et physique naturelle, et jusqu’à 30% est attribué à des sources anthropiques de fluor, ce qui en fait un des cycles les plus perturbés par les activités humaines au sein de la zone critique. Le fluor présente une particularité dans son comportement lors de l’altération. En tant que zones sources d’une grande partie des sédiments 20, des éléments dissous 21,22 et de la matière organique 4,23 des rivières, les bassins versants de montagne sont des zones clés pour comprendre la manière dont les inondations affectent les cycles liés à l’altération. L’hypothèse est que, pendant une crue, les pics de fluor dans l’eau de rivière correspondent à une perte de fluor par lessivage des sources solides potentielles. Pour contraindre d’où vient le fluor libéré par l’altération, il faut caractériser les sources présentes dans le bassin versant d’étude, et quantifier leur contribution. Nous proposons de le faire en combinant les teneurs en fluor dans les eaux avec une estimation des sources de la charge dissoute, voire des flux d’altération de silicates et carbonates, d’export de matière organique et de contribution des engrais (quand c’est le cas). L’infrastructure OZCAR est idéale pour réaliser cette approche comparative de l’étude du cycle du fluor dans des bassins versants instrumentés.

Caractères isotopiques des chlorures transférés vers l’aval des bassins versants (Pierre Agrinier, IPGP Paris et Jérôme Gaillardet, IPGP Paris)

Ce thème transverse propose d’utiliser les observatoires de l’IR OZCAR pour accéder à des échantillons d’eau de bassins versants convenablement choisis et y mesurer les isotopes du chlore. Pourquoi ? Le Chlore (sous la forme d’ion chlorure, très solubles) est un élément apprécié des hydrologues et des géochimistes car il a la réputation d’être conservatif. Un traceur des masses d’eau, plus que des processus bio-physico-chimiques. Ce thème transverse vise à revisiter l’hypothèse de la conservativité du chlore et travailler à l’identification des sources.

Peut-on travailler la notion de limite planétaire dans les observatoires de l’IR OZCAR? (Jérôme Gaillardet, IPGP Paris)

La notion de limite planétaire est devenue un des concepts clés du récit de l’anthropocène. Elle est associée au risque d’effondrement ou à celui que la planète devienne inhabitable, au sens physique et au sens politique. Ce thème transverse propose de réfléchir à l’application de cette notion de limite planétaire à des contextes plus situés, territorialisés, locaux en s’appuyant sur les observatoires de l’IR OZCAR.