Modélisation de l'impact du dépôt d'aérosols sur les cycles biogéochimiques de la mer Méditerranée

Les observations et experiences ont montre que le depot d'aerosols pouvait entrainer une augmentation de la quantite de nutriments disponible et ainsi favoriser la production biologique de la mer Mediterranee. Dans ce contexte, cette etude propose pour la premiere fois une quantification des effets du depot d'aerosols en provenance de sources variees sur la biogeochimie de l'ensemble de la mer Mediterranee grâce a un modele couple physique-biogeochimie haute resolution NEMOMED12/PISCES. L'etude consiste a modeliser et analyser les effets du depot d'azote et de phosphate en provenance de sources naturelles et anthropiques sur la biogeochimie de la Mediterranee. Pour cela,des modeles atmospheriques regionaux et globaux permettant de representer le depot d'aerosol ont ete evalues et selectionnes. Le modele NEMOMED12/PISCES a ete adapte pour prendre en compte ces nouvelles sources de nutriments. L'analyse des simulations a permis de montrer que le depot atmospherique represente environ 10 % des apports externes totaux de nitrates et 5 a 30 % des apports de phosphate en moyenne sur l'ensemble du bassin. Le depot peut egalement entrainer une augmentation de la production biologique jusqu'a 50 % grâce a la levee des limitations en nutriments. Les effets des changements climatiques pourraient avoir des consequences particulierement importantes sur une region sensible comme la Mediterranee. C'est pourquoi les evolutions de la biogeochimie du bassin dans un scenario de changement climatique ont ete evalues au cours de cette these. Pour cela, le modele NEMOMED8/PISCES a ete utilise avec des forcages physiques et biogeochimiques qui correspondent au scenario d'evolution des conditions climatiques A2 du GIEC. Cette etude met en evidence une diminution de la productivite biologique de surface de 10 % en moyenne dans l'ensemble du bassin en reponse a l'echauffement et a la stratification. Les limitations en nutriments sont fortement modifiees et la sensibilite de la Mediterranee au depot atmospherique de nutriments change. Les resultats de cette these soulignent l'importance de l'atmosphere comme source de nutriments et en particulier d'azote et de phosphate. Les effets du depot atmospherique sont variables en fonction de la saison et de la localite du depot et ont tendance a etre plus significatifs lorsque les eaux de surface sont limitees en nutriments. En n tout bouleversement de la productivite biologique est transmis rapidement le long de la chaine trophique. Les resultats obtenus pourraient etre precises avec l'amelioration des modeles atmospheriques et l'obtention de nouvelles mesures de flux de depot et l'amelioration des connaissances sur les transformations physico-chimiques subies par les aerosols avant et apres leur depot en milieu oceanique. Par ailleurs, des scenarios plus precis concernant les changements climatiques sont necessaires afin d'evaluer les evolutions des conditions biogeochimiques de la Mediterranee. Enfin, les recents developpements du modele PISCES peut a present permettre d'etudier la Mediterranee dans un contexte non redfieldien.