Noémie Poteaux : INTERnational CArbon Monitoring By Interdisciplinary Observations

Noémie Poteaux 

Résumé de la mission 

INTERCAMBIO 

INTERnational CArbon Monitoring By Interdisciplinary Observations

Les tourbières montagnardes tempérées comme les tourbières tropicales exportent une part importante de carbone relativement à leur surface (les tourbières tropicales contribuent à 37 % des flux mondiaux de tourbières alors qu’elles ne représentent que 13 % des superficies mondiales de tourbières (Rosset et al, 2022), tandis que les tourbières montagnardes tempérées exportent plus de 40% du carbone en ne représentant que moins d’un tiers des tourbières du pays (Pinault 2025)). De plus, si les tourbières rattachées aux bassins de large ampleur sont mieux connus, il existe une lacune de connaissance quant aux tourbières montagnardes, souvent situées en tête de bassins. 
Ce projet de mobilité s’inscrit dans mon projet de thèse PRojetEr la Dynamique Hydrologique et du Carbone dans le Karst et les Tourbières du Jura au XXIème siècle (PREDHYCKT Jura XXI; 2025-2028) qui a pour objectif de comprendre, modéliser et prédire la réponse des flux hydrologiques et de carbone au changement climatique dans un climat montagnard tempéré pour ces deux hydrosystèmes. Ce travail s’inscrit également dans le projet de collaboration PER TURBERA (programme Climat AmSud, financé par le ministère des affaires étrangères, le CNRS et la CAPES; 2025-2026), et le projet opérationnel CARNAVAL (Flux de CARbone à l’aval des tourbières en contexte montagnard tempéré et tropical; 2025-2026), soutenu par le SNO Tourbières. Ces projets visent une compréhension intégrée et la modélisation de la dynamique des exportations de carbone dans les écosystèmes tourbeux grâce à une approche multidisciplinaire comprenant l'analyse des facteurs hydrométéorologiques, l'identification des sources de carbone, la quantification des flux de carbone à plusieurs échelles de temps et la projection des tendances futures de ces exportations selon les scénarios de changement climatique. 

L'objectif général de cette proposition est d'évaluer les mécanismes contrôlant les exportations hydrologiques de carbone et les liens entre flux de carbone et d’eau dans les tourbières de montagne. Le rôle de la complexité verticale et latérale de l'écosystème, le comportement hydrologique du bassin versant et les changements climatiques en cours et prévus seront analysés en intégrant la réactivité des systèmes pour divers Scénarios de Trajectoires Socio-économiques Partagées pour le XXIe siècle (ssp245 et ssp585, rendus disponibles via le Coupled Model Intercomparison Project (CMIP) ; (Juckes et al, 2020)). 

Du point de vue de la collaboration scientifique internationale dans le cadre de ma thèse, nous envisageons un partenariat avec l’équipe de géochimie de l’Université Fédérale Fluminense (UFF), spécialisée dans la caractérisation moléculaire, élémentaire et isotopique de la matière organique en contexte sédimentaire. La fonction d’exportation du carbone organique et inorganique par 2 sites de tourbières montagnardes sera étudiée quantitativement (concentrations, flux des différentes formes de carbone) et qualitativement en contexte tempéré (site français) et tropical (site brésilien). Dans cette perspective, j’ai déjà contribué à l’installation d’une sonde de fluorescence à Frasne (site SNO Tourbières) et effectué une reconnaissance d’un site à équiper en contexte tropical (Campo Belo, parc national brésilien de Itatiaia, État de Rio de Janeiro) avec l’équipe du département de géochimie de l’UFF, dans le but de mettre en place un site d’observation à long-terme. Parallèlement, le suivi de la conductivité électrique (afin de déduire la teneur en carbone inorganique dissous), de la température et du pH (contraignant la spéciation du CID) est programmé (capteurs CTD et pH). Ces mesures seront combinées avec celles des piézomètres et avec des données météorologiques (précipitations, température de l'air, évapotranspiration réelle). Enfin, suite à notre première visite de terrain en Juillet 2025, une sonde de fluorescence et une sonde CTD devraient être installées d’ici fin 2025 sur le site de la tourbière tropicale. 

Dans ce contexte, la plus-value d’une mobilité internationale est double. D’une part, celle-ci me permettrait de continuer à participer à l’établissement d’un observatoire sur le site de Campo Belo, valorisant mon expérience en termes d’équipement/analyse de données de long terme en observatoire. D’autre part, mon travail de thèse pourrait bénéficier de la capacité analytique et de de l’expertise des collègues du département de géochimie de l’UFF. En combinant ces deux dimensions, ce projet de mobilité permettrait d’apporter une ouverture internationale au projet de thèse, en comparant des données acquises en milieu montagnard de l’hémisphère nord avec un site de haute montagne de l’hémisphère sud. Pour cela, sur le site brésilien et français (pour lequel une chronique est déjà existante), des carottages du profil de tourbe seront collectés entre Novembre 2025 et Octobre 2026 (une carotte par site) pour caractériser la qualité de la matière organique (rapports C/N, 13C, C29/C33 des alcanes, identifications des stérols ) selon son âge relatif. En parallèle, afin d’évaluer les compartiments mobilisés par l’exportation de carbone en fonction des conditions hydrologiques, un échantillonnage mensuel à bi-mensuel par filtration du carbone organique exporté par les tourbières va être mis en place sur une année hydrologique entre Octobre 2025 et Octobre 2026. En Novembre/Décembre 2026 (6 semaines) se déroulera le séjour à L’UFF pour analyse des échantillons des sites français et brésilien et appui à l’analyse des premières chroniques acquises sur le site brésilien. 

En complément de ces deux suivis, nous allons construire une base de données d’observations par télédétection (collaboration avec l’Université de Paraiba au Brésil, via le projet PER TURBERA). Cette approche permettra d’obtenir des données à plus grande échelle et à moindre coût qu’un suivi exclusivement basé sur le terrain et le calibrage des sondes. Les variables hydrologiques (précipitations, évapotranspiration, humidité du sol) dérivées des satellites contribuent à estimer la recharge et le niveau des eaux et les paramètres biophysiques (indices de sol et de végétation) enrichissent l’analyse des flux de carbone via les estimations de la GPP et NEE au fil des saisons. L’intégration des observations locales et satellitaires devrait permettre de produire des modèles de flux d’eau et de carbone plus robustes et généralisables à l’horizon 2100 en intégrant les simulations climatiques du CMIP, et applicables à d’autres sites dans des contextes similaires. 

La mobilité offrira ainsi un temps d’échange pour comparer les données et croiser les compétences : expertise de terrain de l’équipe française et expertise en analyse géochimiques et télédétection des partenaires brésiliens. Ce renforcement des liens entre la recherche française et la recherche en Amérique du Sud fait écho et entre parfaitement en corrélation avec les objectifs principaux de cet appel à mobilité FairCarboN, à savoir le développement des connaissances sur les principaux processus biochimiques à l'échelle continentale ; développer la prochaine génération de modèles numériques pour les scientifiques et les parties prenantes ; collaborer avec divers acteurs pour créer, tester et évaluer différentes trajectoires potentielles d'utilisation des terres et pratiques de gestion des ressources régionales. Ce projet devrait promouvoir le partage de données, d'outils et de méthodologies, ainsi que l'acquisition de compétences scientifiques et techniques, correspondant aux valeurs du programme FairCarboN. 

A l'issue du projet, l'établissement de modèles conceptuels et analytiques concernant la dynamique d'exportation de carbone dans les tourbières de moyennes montagnes tempérées et tropicales devrait favoriser des outils innovants et transférables pour la gestion et la recherche environnementale. L’ensemble des échanges mis en place grâce à cette collaboration et cette mobilité a pour but d’aboutir à des publications dans des revues scientifiques internationales ainsi que sous forme de jeux de données consultables et téléchargeables via les applications du moteur Google Earth, afin de favoriser l'impact auprès des acteurs et parties prenantes de la société civile.