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Modélisation de l'effet des hydrocarbures sur le système planctonique du golfe San Jorge, Argentine

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Klotz, Philippe (2018). Modélisation de l'effet des hydrocarbures sur le système planctonique du golfe San Jorge, Argentine. Mémoire. Rimouski, Université du Québec à Rimouski, Institut des sciences de la mer de Rimouski (ISMER), 81 p.

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Résumé

RÉSUMÉ: L'écosystème côtier du golfe San Jorge (GSJ), situé à l'est du plateau de Patagonie (Argentine) est reconnu pour son importante productivité biologique permettant d'y soutenir la pêche industrielle et certaines activités touristiques. Depuis le début du XX\up{ème}, l'exploitation d'importants gisements pétroliers terrestres dans les provinces de Chubut et Santa-Cruz représente la moitié de la production d'hydrocarbures pétrolifères du pays. Dans l'avenir, cette exploitation pourrait s'étendre à l'environnement marin et par conséquent, menacer son équilibre actuel. Cette étude numérique, réalisée en parallèle de la mission PROMESse 2014, vise à comprendre la réponse de la dynamique planctonique dans la zone sud-est du GSJ lors d'une contamination chronique éventuelle par des hydrocarbures (HC). Nous présentons ici un modèle biogéochimique à onze compartiments couplé à un modèle de turbulence dans lequel nous avons paramétrisé les processus biologiques liés à la contamination, tels que la biodégradation des HC, la croissance et la mortalité du zoo- et du bactérioplancton. Un scénario de contamination chronique en surface, incluant plusieurs niveaux de perturbation, est appliqué à deux environnements physiquement contrastés retrouvé de part et d'autre d'un front d'origine tidale, une colonne d'eau bien mélangée et une colonne d'eau stratifiée.
Les résultats de ces simulations montrent que, pour chaque niveau de perturbation, la biodégradation ne débute qu'au début de l'été avec l'augmentation de la biomasse bactérioplanctonique, lorsque la production primaire augmente. Le phytoplancton, notamment les diatomées, présentent une croissance élevée plus le niveau de perturbation est élevé. Cette tendance peut être associée à la diminution importante de la concentration zooplanctonique subissant la toxicité des HC dans la zone euphotique, limitant ainsi le broutage. De manière indirecte, l'ajout d'HC dans le système entraine aussi une augmentation de la production de détritus, résultant de l'augmentation de la mortalité du zooplancton mais aussi de l'augmentation des biomasses bactérienne et phytoplanctonique. Alors que les effets des HC semblent être plus marqués dans l'environnement stratifié, l'environnement bien-mélangé présente des concentrations en HC plus faibles et limite donc les effets directs et indirects sur les compartiments zoo- et phytoplanctonique. -- Mot(s) clé(s) en français : modélisation, cycles biogéochimiques, turbulence, hydrocarbures, écotoxicité, plancton, biodégradation. -- ABSTRACT: The coastal ecosystem of the San Jorge Gulf (SJG), located on the east part the Patagonian shelf (Argentina), is known for its high biological productivity supporting industrial fishing and some tourism activities. Since the beginning of the 20\up{th} century, the exploitation of large oil fields in the provinces of Chubut and Santa Cruz has contributed to half of the country's hydrocarbon petroleum production. In the future, this exploitation could be extended to the marine environment, consequently threatening its current state. This numerical study, carried out in parallel with the PROMESse 2014 mission, aims at understanding the planktonic dynamics in the south-eastern SJG zone during a potential chronic contamination by hydrocarbons (HC). We present here an eleven-compartment biogeochemical model coupled with a turbulence model in which we have parameterized biological processes related to contamination, such as biodegradation, growth and mortality of zoo- and bacterioplankton. A chronic surface contamination scenario, including several levels of disturbance, is applied to two physically contrasting environments found on either side of a tidally induced frontal zone, a well-mixed water column, and a stratified water column.
The results of these simulations show that, for each level of disturbance, biodegradation only begins at the beginning of summer with the increase of bacterioplankton biomass, when the primary production increases. Phytoplankton, especially diatoms, shows high growth rates the higher the level of disturbance. This trend may be associated with the significant decrease in zooplankton concentration undergoing HC toxicity in the euphotic zone, thus limiting grazing. Indirectly, the addition of HC in the system also results in an increase of detritus production, resulting from increased zooplankton mortality but also from increased bacterial and phytoplanktonic biomasses. While the effects of HC seem to be more pronounced in the stratified environment, the well-mixed environment shows lower, more diluted concentrations of HC and therefore limits the direct and indirect effects on zoo- and phytoplankton compartments. -- Mot(s) clé(s) en anglais : modelling, biogeochemical cycles, turbulence, hydrocarbons, ecotoxicity, plankton, biodegradation.

Type de document : Thèse ou Mémoire (Mémoire)
Directeur(trice) de mémoire/thèse : Schloss, Irene
Co-directeur(s) ou co-directrice(s) de mémoire/thèse : Dumont, Dany
Information complémentaire : Mémoire présenté dans le cadre du programme de maîtrise en océanographie en vue de l'obtention du grade de maître ès sciences.
Mots-clés : Plancton Effet Impact Contamination Hydrocarbure Ecotoxicite Modelisation Golfe San Jorge Argentine
Départements et unités départementales : Institut des sciences de la mer de Rimouski (ISMER) > Océanographie
Déposé par : DIUQAR UQAR
Date de dépôt : 23 déc. 2019 18:50
Dernière modification : 23 déc. 2019 18:50
URI : http://semaphore.uqar.ca/id/eprint/1543

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