Offre de stage M1 - Etude pédologique et biogéochimique des séquences tourbeuses Holocène à Long (vallée de la Somme)

Contexte de l'offre de stage

Unité d’accueil : UMR7058 EDYSANde l’UPJV. 1 rue des Louvels - 80037 AMIENS ; Sujet adossé à l’axe transversal « Ecologie Historique » de l’Unité EDYSAN

Durée: 3 mois entre du 13 Mai au 9 Août 2024.

Encadrants : Chloé GARCIA (Doct. Univ. de Picardie), Boris BRASSEUR (MCU, Univ. de Picardie) et Pierre ANTOINE (DR, CNRS Meudon)

Gratification : environ 625 € par mois (cf. référence fixée par le ministère)

Projets associés :

FenSom: Modélisation des volumes de tourbes et de leur dynamique de genèse sur l’ensemble de la vallée de la Somme

ARCHEOFEN: Les tourbières de la vallée de la Somme : Ecologie Historique et trajectoires entre contrôle climatique et impact anthropique

Modèle étudié : Séquences tourbeuses Holocène d’un fond de vallée alcalin

Ce projet de recherche de Master 1 est proposé par l’équipe du projet ARCHEOFEN, impliquant le LGP-CNRS-Meudon (UMR 8591 CNRS-Universités Paris 1-UPEC) et EDYSAN (UMR7058 du CNRS et l’Université de Picardie Jules-Verne).

Contexte, Enjeux, Problématique

Les tourbières alcalines de fond de vallée constituent des milieux naturels devenus rares et qui nécessitent des mesures spéciales de conservation en raison du caractère exceptionnel de leur biodiversité. Par ailleurs (à l’état non dégradé) ces milieux humides densément végétalisés sont susceptibles de jouer un rôle dans la lutte contre le réchauffement climatique via leur capacité à séquestrer du CO2 (Gewin 2020).
Les zones humides de fond de vallée de la Somme (Hauts-de-France) recèlent une des plus grandes tourbières alcalines d’Europe de l’Ouest et constituent un environnement humide remarquable, récemment reconnu par le label international « Ramsar ». Dans cet environnement de fond de vallée à nappe phréatique sub-affleurante, la turfigenèse est alimentée par des eaux riches en calcium et à pH neutre/basique provenant de l’aquifère de la craie (Crétacé supérieur). Le colmatage de la plaine alluviale actuelle de la Somme et de ses principaux affluents se distingue par la présence de couches de tourbe subcontinues pouvant atteindre 3 à 6 m d’épaisseur. En raison d’une anthropisation importante de la vallée, les témoins de turfigenèse encore actifs aujourd’hui sont par contre beaucoup plus rares (Lebrun et al., 2014). Ces témoins subsistent vraisemblablement dans des conditions de couvert végétal, d’hydrodynamisme, et de chimie des eaux singulièrement différentes de celles dans lesquelles se sont formées les tourbes fossiles du colmatage de fond de vallée.
Les recherches menées dans les années 90 sur les fonds de vallée de la Somme et de ses affluents ont montré que les tourbes commencent à se former vers 10 000 ans, au tout début de l’Holocène, au fond de chenaux abandonnés, et qu’elles se développent ensuite d’une manière continue tout au long de la première moitié de l’Holocène ; période au cours de laquelle leur extension aboutit à un colmatage tourbeux généralisé de la plaine alluviale (Antoine, 1997a,b, Antoine et al., 2002).
A la suite d’une phase d’érosion datée du milieu de l’Holocène, on assiste à une perturbation de la formation des tourbes dont les raisons sont encore à explorer. Ce constat pose à la fois la question de l’origine de cette modification des environnements de fond de vallée (climatique et (ou) anthropique) et celle des conditions environnementales qui ont permis la poursuite et (ou) la reprise localisée de la turfigenèse à l’origine des niveaux de tourbes observés au sein de la partie plus récente du colmatage sédimentaire des vallées, ainsi que des reliquats de tourbières actives actuelles.
Dans une perspective de restauration d’un milieu favorable à la formation des tourbes (lien ici avec le programme LIFE du CEN), il est fondamental de caractériser au préalable la succession des différents types de paléoenvironnements dans lesquels les tourbes se sont développées par le passé (Williams, 2011). Cette approche permet en effet de produire des référentiels antérieurs aux premières traces d’anthropisation du milieu associées aux occupations du Néolithique ancien datant d’environ 6000 ans cal. BP dans la Somme (Antoine et al., 1997b).
Un nouvel effort de recherche est donc nécessaire afin de pouvoir définir des états de référence et des trajectoires de restauration écologique pour la vallée de la Somme et ses tourbières sur des bases scientifiques robustes et avec un recul sur le temps long. L’enjeu est d’autant plus fort que ces tourbières alcalines, encore partiellement actives, reposent sur des formations de tourbes holocènes dont l’histoire géologique, paléoenvironnementale et écologique, au cours des derniers millénaires, est encore paradoxalement relativement mal connue.

Objectifs
L’objectif principal de ce stage de Master 1 est de déterminer l’évolution des dépôts tourbeux de la vallée de la Somme sur le territoire de la Commune de Long (80). Dans le cadre des projets ARCHEOFEN et FenSom ces recherches aideront à caractériser les tourbes conservées sur ce territoire. Par ailleurs l’analyse des dépôts conservés permettra d’identifier l’impact relatif des changements climatiques passés et de l’anthropisation, sur l’évolution de la sédimentation tourbeuse du fond de vallée. En effet depuis les premières traces de déforestation des versants, enregistrées dans la Somme il y a 5 000 ans environ, l’érosion des sols, les processus de colluvionnement associés (colluvions limoneuses de bas de versant), le tourbage (extraction de tourbe) et le drainage ont affecté la dynamique de formation des tourbes.

Travaux programmés :
Le(a) candidat(e) recruté(e) participera à la campagne de sondages et carottages en fond de vallée fin mai/début juin 2024. Cette campagne permettra de décrire les séquences tourbeuses sur un transect de la vallée. Puis deux carottes sédimentaires seront prélevées au carottier mécanique. Les échantillons récoltés sur ces carottes seront le support de travail en laboratoire de cette étude Pédologique et BioGéochimique.

Au terrain (en équipe) :
1- Opérations de carottages manuels et mécanisés dans la vallée de la Somme.
2- Description des séquences sédimentaires récoltées.
Au laboratoire (avec les encadrants):
1- Préparation des échantillons (broyages, tamisages),
2- Perte au feu (Mesure Matière Organique), Taux de fibres, Dosages CN, Densité volumique, Teneur en eau, Calcimétrie.
Les manipulations seront principalement réalisées au sein des locaux de l’Unité EDYSAN.

Au bureau :
1- Recherche et Synthèse bibliographique
2- Réalisation de dessins de carottes sédimentaires, de diagrammes de résultats,
3- Interprétations paléo & archéo-environnementales de l’évolution des conditions sédimentaires et de la qualité des tourbes
4- Etude croisée avec les MNT Lidar disponibles sur la zone

Compétences requises
- Licence 3 (ou niveau équivalent) en Sciences environnementales, Ecologie, Géologie, Archéosciences, Géographie physique et environnement,
- des connaissances en Pédologie et/ou Chimie de l’environnement et/ou Sédimentologie et/ou Dynamiques paléoenvironnementales sont requises,
- Aptitude à l’inter-disciplinarité et au travail en équipe, tout en étant autonome,
- Bonne maîtrise de l’anglais (lu, écrit).

Dossier de candidature
Envoyez un CV, vos relevés de notes (avec rang de classement) en Licence 3 (ou équivalent) et Master 1 ainsi qu’une lettre de motivation à Boris Brasseur (boris.brasseur@u-picardie.fr), Chloé GARCIA (garcia.chloe@u-picardie.fr), et Pierre ANTOINE (Pierre.ANTOINE@lgp.cnrs.fr) .
Etude des dossiers au fil de l’eau (décision au plus tard au mois de février).

Références citées
ANTOINE, P. (1997a) - Evolution tardiglaciaire et début Holocène des vallées de la France septentrionale : nouveaux résultats. Comptes-rendus de l’Académie des Sciences, Sciences de la Terre et des Planètes 325, 35-42.
ANTOINE, P. (1997b) - Modifications des systèmes fluviatiles à la transition Pléniglaciaire - Tardiglaciaire et à l’Holocène : l’exemple du bassin de la Somme (Nord de la France). Géographie Physique et Quaternaire 51-1, 93-106.
ANTOINE, P., FAGNART, J.-P., AUGUSTE, P., COUDRET, P., LIMONDIN-LOZOUET, N. & PONEL, P. (2012) - Synthèse des données : évolution des environnements de la vallée de la Selle au Tardiglaciaire et au début de l’Holocène et relations avec les occupations préhistoriques. In : Antoine, P. et al., Conty, vallée de la Selle (France) : séquence tardiglaciaire de référence et occupations paléolithiques. Quaternaire Hors-série n° 5, 127-147.
Gewin V (2020) How peat could protect the planet. Nature 578:204–208.
Lebrun J., François R., Coulombel R., 2014 – Inventaire et cartographie des tourbières de Picardie – phase 1 : méthodologie et premier test en moyenne vallée de la Somme – Rapport du Conservatoire d’espaces naturels de Picardie –Centre Régional de Phytosociologie agréé Conservatoire Botanique National de Bailleul, 154 p.
Williams CJ (2011) A Paleoecological Perspective on Wetland Restoration. In: LePage BA (ed) Wetlands: Integrating Multidisciplinary Concepts. Springer Netherlands, Dordrecht, pp 67–91