INSTITUT DE GEOD YNAMIQUEUniversité Michel de Montaigne - Bordeaux III

SPECIATION DU PHOSPHOREDANS LES SEDIMENTS MARINS

Analyse des différents compartiments du phosphore par extractions séquentiellesdans les sédiments marins du lagon de Papeete, Tahiti

Rapport présenté en vue de l'obtention duDESS "Ingénierie de l'Eau - Mesures et Méthodes"

Dans le cadre du stage effectué d'avril à septembre 1996 au

Centre ORSTOM TAHITIBP 529

Papeete, TAHITI

Sous la codirection de Jean Pagès, directeur de recherchePierre Harris, étudiant en thèse

Septembre] 996

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"Les richesses du monde, nous ne les possédons pas:nous les empruntons à nos enfants"

Antoine de Saint-Exupéry

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Remerciements

Le financement étant la base de toute étude, je tiens à remercier préalablement lespersonnes qui ont eu confiance en mon travail et m'ont permis financièrement de réaliser cestage:

Monsieur Fillon, président du Conseil Général de la Sarthe,Madame Gallo, chargée de mission auprès de l'ADERA,Madame Skawynski, directrice des relations internationales de l'université de Bordeaux III.

Je tiens également à remercier toutes les persoooes qui, par leur gentillesse et leurscompétences, m'ont permis de réaliser ce stage et de mener à bien mon travail:

Monsieur Humbert, directeur de l'Institut de géodynamique,Monsieur Pouchan, directeur du DESS " Ingénierie de l'eau - Mesures et méthodes",Monsieur Ricard qui a su le premier me faire confiance et me donner goût à la Polynésie.

Toute l'équipe du programme ANTROPIC (Pierre Harris, Jean Pagès, Vincent Talbot,Jean-Pascal Torreton) ainsi que Joseph Teuri et John a Paoaafaite qui ont su me conseiller dansmon travail.

Messieurs Bard et Boccas, directeurs du centre ORSTOM de Tahiti, pour leur accueil.

Les stagiaires (Frédéric, Paméla, Stéphanie) pour l'ambiance agréable qui régnait dans lebureau.

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1111

1 INTRODUCTION

1.1 Présentation du stage

1.1.1 Le programme ANTROPIC

1111

Ce stage s'inscrit dans le cadre du programme ANTROPIC (annexe nO 1) développé aucentre ORSTOM (institut français de recherche scientifique pour le développement encoopération) de Tahiti. Son objectif est l'étude des relations entre les cycles biogéochimiques etla dynamique des peuplements. Pour cela, les moyens d'investigations sont multiples et serépartissent essentiellement en trois grands groupes:

• étude de la colonne d'eau• étude des peuplements benthiques• étude sédimentaire

5

1.1.2 L'étude dans les sédiments

Ainsi, la connaissance de ces différents compartiments et des interactions entre eux vontpermettre une compréhension de l'écosystème sous l'influence des impacts anthropiques.

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océn

oses

Peuplementsbenthiques

Peuplementspélagiques

(plancton + necton)

Colonned'eau

Fig n° 1 : Interactions entres les différentes composantes de l'écosystème

+-----+ interactions

B

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Le sédiment est un milieu important car il constitue l'interface entre le milieu aquatique etle milieu solide. Il va ainsi pouvoir conditionner la colonne d'eau au travers d'échangesréciproques, essentiellement des flux de particules (figure n° 1), les interactions qui peuventexister entre les parties physiques et les parties biologiques de l'écosystème se révélant trèsfortes.

Au travers de ces interactions, le sédiment va avoir un rôle important dans les phénomènesde perturbations du milieu par sa capacité à stocker ou à relarguer les nutrients (rôle tampon)dont les deux principaux sont l'azote et le phosphore.

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Par ailleurs, pour resituer cette étude dans son contexte, il est nécessaire de concevoir lesédiment comme un enregistreur ou intégrateur du passé. Sa datation associée à l'analyse desdifférents paramètres (physico-chimiques et biologiques) va permettre d'apprécier l'évolution del'environnement au cours des cinquante demières années pennettant ainsi de se placer dans uncontexte dynamique et non plus statique. Par extension, cette notion d'archives sédimentaires vapermettre de réaliser un historique de la pollution dans le lagon de Papeete.

1.1.3 L'étude du phosphore

Le phosphore est un élément important pour la production primaire d'où l'intérêt decOIU1aître à la fois les quantités disponibles et les formes de phosphore présentes et ceci d'autantplus qu'en milieu tropical, il n'existe pas d'hiver biologique comme en milieu tempéré donc tousles apports au cours de l'année peuvent se traduire par une augmentation de la productionpnmalre.

En effet, le phosphore est considéré comme le facteur limitant dans le processus deproduction primaire qui est à la base du phénomène d'eutrophisation. Vers 1970, le phosphore aété montré comme étant le premier responsable de l'eutrophisation dans les eaux continentales(Vollenweider, 68, 76; Golterman, 91a) suite à l'utilisation massive de détergents et d'engrais.

L'étude du phosphore réalisée classiquement (Aspila, 76) mettait en évidence deuxcompartiments différents de phosphore: un de nature inorganique et un de nature organique.Depuis les années 80, les méthodes de spéciation du phosphore (Hieltjes, 80; Ruttenberg, 92;Goltennan & De Groot, 94) permettent d'affiner les cOIU1aissances en ne distinguant plus deuxréservoirs mais cinq dont quatre de nature inorganique.

Il s'avère difficile de quantifier les différents réservoirs de phosphore dans les sédiments.En effet, les faibles concentrations de phosphore et la nature des grains sédimentaires font quel'approche du phosphore est malaisée. Le but recherché ici est d'identifier, de séparer mais ausside quantifier les différents réservoirs de phosphore présents. La méthode de Ruttenbergappliquée en milieu tempéré n'avait auparavant jamais été testée en milieu lagonaire tropical cequi, compte tenu de la nature sédimentaire (prédominance calcocarbonique), aurait pu nécessiterdes aménagements du protocole. Cette méthode d'extraction s'avère être actuellement la plusprometteuse en terme de quantification du phosphore dans les sédiments. En effet, plus précise etplus sensible que la diffraction aux rayons X qui requiert une concentration en phosphoresupérieure à 1% du poids total du sédiment, la méthode SEDEX permet des mesures duphosphore pour des concentrations de l'ordre de 0,005% du poids total du sédiment avec uneprécision de 4%. Cette remarque prend toute son importance en milieu océanique où il est rareque le phosphore représente plus de 1% du poids total du sédiment (Ruttenberg, 92).

L'étude du phosphore par une méthode d'analyse séquentielle dans les sédiments va doncavoir pour objectif de définir si le phosphore est ou non un bon indicateur de la qualité du milieuet s'il permet de caractériser les phénomènes d'hypersédimentation et d'eutrophisation. En fl11 ,nous tâcherons d'appréhender l'évolution des diffèrentes espèces de phosphore au cours dudernier siècle.

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1.2 Contexte de J'étude

1.2.1 L'île de Tahiti

Tahiti appartient à l'archipel de la Société qui constitue avec quatre autres archipels laPolynésie française (carte n° 1). Celle ci s'étend entre 7° et 28° de latitude sud et entre 134° et155° de longitude ouest représentant une zone maritime économique d'environ 5 500 000 km2

soit une surface comparable à celle de ['Europe.

Tahiti est l'île haute volcanique la plus importante en superficie -1042 km2- et présente une

frange littorale plane restreinte et des reliefs abrupts. En toute logique, cette configurationentraînerait un développement de l'urbanisation sur la frange littorale mais l'inégalité importanteremarquée avec un seul véritable centre urbain au nord de l'île (carte n02) -l'agglomération dePapeete qui regroupe 60% de la population de la Polynésie française- et le manque d'espace dansles vallées font que, dans le secteur nord de l'île, l'urbanisation a pris possession des versantsabrupts entraînant une augmentation de l'érosion. Par ailleurs, l'arrivée du CEP (Centred'Expérimentation du Pacifique) en 1963 n'a fait qu'augmenter l'attractivité de ce secteur etentraîner un afflux massif de population attirée par le travail que fournissait la structure militaire.Ce facteur s'est conjugué à un accroissement naturel important (3% entre 1950 et 1970, 2%jusqu'en 1993) et explique les fortes pressions anthropiques subies par le milieu.

1.2.2 L'agglomération de Papeete

Cette agglomération (carte n03) s'étend sur une vingtaine de kilomètres le long du littoralentre Arue et Punaauia et sur moins d'un kilomètre de large, coincée entre le lagon et lesmontagnes (même si l'urbanisation s'étend sur les versants abrupts). Cette agglomération aplusieurs fonctions:

• administratives• industrielles et portuaires (carte n04)• résidentielles

Ces implantations humaines concentrées dans cette zone vont engendrer une très fortepression sur l'environnement et plus particulièrement sur le lagon, exutoire final de tous leseffluents urbains d'où l'intérêt d'une étude sur les sédiments de ce secteur.

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Carte 0°1La Polynésie française

OcéanPacifique

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Carte n02 : Urbanisation et dynamique urbaine de l'île de Tahiti

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PunaauiaTAHlTLNUl

TAHITLm

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Limites physiques au développement urbain

1 1

1 1

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Organisation de l'espace urbain

• Centre urbain

Auréole d'habitat dégradé et dense

~ Auréole mixte de résidences confortables et modestes

Lit10ral

Conquèle progressive des planèzes

Influence négative des sites

9

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]

Axe de développement principal

Espace répulsif (montagne)

Plaine côtière at1ractive urbanisable

Blocage topographique lit10ral important

Source. Atlas de Polynésie, üRSTüM

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Fleuves

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Carte n03: A~~ ,~Jomeratio'l deP.

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1Carte n04: Localisation des activités du port de Papeete

Ville de Papeete

Source :Port Autonome (B.Reitel)

R=FR Services administratifs~ du port

.LJ.'. Zones d'activités mixtesl' (commerce, industrIe)

1-- Services extérieurs

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( . -. l' )1autres cro ISlere, p aisance 1

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pêche

base militaire marine

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Quais et zones annexes

250 fio

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à fonction commerciale

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pétroliers et dépôts d'hydrocarbure

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2 MATERIELS ET METHODES

2.1 Le site d'étude

2.1.1 Le lagon de Papeete

Le lagon de Papeete (carte nOS) est une étendue marine délimitée par le récif barrière et laligne de rivage. De faible profondeur (maximum: 36 mètres), ce milieu communique avecl'océan Pacifique par l'intermédiaire de deux passes:

• la passe de Papeete au nord-ouest• la passe de Taunoa au nord est

Il est à souligner que les transitions sont brutales entre le lagon et l'océan avec des rupturesde pentes importantes, ceci va donc engendrer un contexte hydrodynamique particulier àl'intérieur du lagon.

Le lagon est en relation avec l'océan mais aussi avec le milieu terrestre puisqu'il sertd'exutoire aux effluents urbains et industriels par l'intermédiaire des fleuves dont les deux plusimportants sont:

• la Papeava au nord-est du port• la Tipaerui au sud-ouest du port

2.1.2 Le choix des sites

L'analyse du phosphore dans les sédiments rentre dans un cadre plus large qui est l'étudedes archives sédimentaires, ceci impliquant un certain nombre de contraintes quant aux choix dessites. En effet, il est nécessaire de prélever sur des sites où la sédimentation s'est faite dans debonnes conditions au cours du temps, c'est à dire:

• des sites non perturbés par l'Homme (extractions, remblais), ni par lemilieu (nécessité d'un apport sédimentaire régulier).

• des sédiments rapidement anoxiques et faiblement bioturbés.

Ceci a permis de dégager deux sites (cartes n04 & 5) présentant un intérêt:

• la zone portuaire et urbaine de Papeete: carotte "port" ou carotte C• l'embouchure de la Papeava : carotte "Papeava" ou carotte B

12

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Carte 05: Géomorp----.,

du port de Papeete

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-40 m

-500 m

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~---- Papeete

~----------Carotte Papeava

---- Carotte "port de Papeete"

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~~#.

Remarque: les longitudes et les latitudes sont exprimées en mètres. Le point zéro correspond à 35° de longitude ouest et à 32°5 de latitude sud

Motu uta------------~~

Lagon de papeete--------~ " ~~II~Passe de Papeete----'-

Océan Pacifique--~

, ~

111111

2.1.3 La courantologie dans le lagon de Papeete

Le prélèvement ayant été effectué pendant le premier trimestre 1996 (16 janvier et 1er

février) en fin de saison des pluies, nous ne nous intéresserons qu'à la courantologie pendantcette période car la circulation dans le lagon s'avère complexe et différente entre la saison sècheet la saison des pluies (De Nardi et al., 83).

Les mois de janvier et de février sont marqués par :

+ des pluies soutenues

mois

JFMAMJJASOND

40

60

_-<80

o

100

300

E 200E

400 -,---- ----,

+ un vent souvent fort de nord-est

+ une houle qui peut être forte de sud-ouest

Fig n02 : Moyennes mensuelles des précipitations (1958-1981)Source: Service de la météorologie - Polynésie française

Fig nO) : Fréquence (1/1 000) des directions du vent en janvier (période: 1957-1990)Source: Service de la météorologie - Polynésie française

11

1

11

111

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14

111111111111111111111

La courantologie dans le lagon (carte n06) peut s'entendre en trois points:

l la houle importante de sud-ouest au droit de Faaa ne peut être évacuée totalement par lapasse de Papeete et donc se retrouve en partie dans le port.

2 cette houle dans le port s'oppose à l'entrée d'eau provenant du lagon de Taunoa.L'opposition entre ces deux masses d'eau engendre l'existence de deux couches distinctes:

• une profonde s'écoule vers le lagon de Taunoa• une de surface de direction variable : les vents forts de nord-est poussant cette

couche vers l'intérieur du port assurant ainsi le renouvellement des eaux du port.

3 des modifications locales au droit des fleuves: l'apport important d'eau douce n'agissantque sur la couche supérieure et n'ayant pas d'action sur la couche profonde.

15

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Carte n06 : courantologie dans le port de Papeete

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Papeete

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-- FleuvesSource: CEA (De Nard)')

1300 mètres

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2.2 Le prélèvement

2.2.1 Le carottage

Celui-ci a été effectué avec un carottier (annexe n02) conçu et réalisé au centre ORSTOMde Tahiti. D'une longueur d'un mètre pour un diamètre de 225 mm, il est constitué par un tube enPYC haute densité équipé de deux bouchons étanches aux deux extrémités ainsi que d'une coiffepermettant la pénétration dans le sédiment.

Les prélèvements ont été effectués en scaphandre autonome à partir d'une embarcationlégère le 16 janvier 1996 pour la carotte de la Papeava ou "B" (annexe n03) et le 1er février 1996pour la caratte du port ou "c" (annexe n04).

2.2.2 Le conditionnement

Sitôt prélevées, les carottes ont été découpées (annexe nOS) en tranches d'un centimètred'épaisseur. Ces tranches, après pesée afin d'obtenir le poids frais, ont été lyophilisées puisstockées dans des barquettes en aluminium fermées en attendant les analyses.

2.3 La spéciation du phosphore

2.3.1 L'extraction du phosphore dans les sédiments

Le phosphore dans les sédiments se présente sous différentes formes organiques etinorganiques. La méthode de Ruttenberg dite SEDEX (Ruttenberg, 92) s'appuie sur un protocoleen 5 étapes (figure n04) comportant chacune un nombre de manipulations différent (13manipulations au total). Le principe est d'appliquer au sédiment un extractant spécifique d'unréservoir de phosphore et qui n'interviendra pas d'une manière ou d'une autre sur les autresréservoirs. Ainsi, 5 réservoirs majeurs de phosphore vont être déterminés:

- Phosphore libre ou facilement échangeable- Phosphore lié au fer- Phosphore lié au carbonate de calcium et à l'apatite authigénique- Phosphore lié à l'apatite détritique ou métamorphique- Phosphore organique

Par rapport au protocole original, deux modifications ont été apportées. Tout d'abord,l'extraction de l'étape 5 a été réalisée à 450°C à sec (au lieu de 550°C en présence de MgNO])afin d'éviter l'adsorption des particules sur les parois en Pyrex de la fiole cylindra-conique. Enfin,après chaque extraction, il a été réalisé une centrifugation (5 minutes à 3500 tours/min.) pourséparer la phase liquide du sédiment en suspension. Le surnageant est alors récolté pourpermettre l'analyse calorimétrique tandis que le sédiment récupéré est reversé dans le résidu.

17

11 Etape Extractant Phase extraite

11111

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I-C

1-0

MgCI 2 (pH=8)0,5 g de sédiment

2h,25°C

Résidu MgCI 2 (pH=8)

1 II-ARésidu

CDB (pH=7,6)

8h,25°C

11

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II-CRésidu

MgCI 2 (pH=8)

Résidu

MgCI 2 (pH=8)

MgCI 2 (pH=8)

,-------L-----,Tampon acétate (pH=4)

6h,25°CIll-A

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1Il-0

1

11

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IV

HCI

HCI, 16h, 25°C

11

Fig 11°4 : Protocole d'extractions séquentielles du phosphore flar Rutterlberg (1992)

118

111111111111111111111

Les extractants utilisés vont agir de façon sélective sur chaque réservoir sans interférer surles autres. Cette approche nécessite un certain nombre de précaution et une méthodologieparfaitement contrôlée afin de ne pas attaquer un autre réservoir que celui ciblé. A ce titre, lesextractants sont utilisés de façon à extraire séquentiellement le phosphore. Ainsi, l'extractant dela première phase (chlorure de magnésium) est-il moins puissant que celui de la deuxième phaseet de même pour les phases suivantes. L'extraction se fait donc de manière modérée dans lapremière phase pour devenir de plus en plus forte au fil des différentes phases (l'extractant finalétant l'acide chlorhydrique). Dans le même but de ne pas avoir d'interférence entre les différentsréservoirs, il est primordial de contrôler le pH des extractants, ainsi les extractions sont réaliséesdans les deux premières phases à un pH basique (pH=8 pour la première et pH=7.6 pour ladeuxième) pour éviter la dissolution des carbonates dont le phosphore complexé est dosé dans latroisième phase. Le pH est donc un facteur primordial à maîtriser dans le déroulement desextractions mais aussi dans le surnageant car le phosphomolybdate (couleur bleu) formé estinstable quand la concentration du phosphore est élevée (5-1 0 ~mol/I) et que le pH n'est pasassez acide. Il est donc nécessaire d'acidifier le surnageant à pH= 1 après chaque pas del'extraction.

La deuxième phase nécessite également un aménagement particulier avant lecture dessurnageants. En effet, il est nécessaire d'ajouter au surnageant 1% (VN) de chlorure de fer afind'éliminer l'effet du citrate lors de la réduction du complexe phosphomolybdique. Cette opérations'est traduite par une légère effervescence lors de l'introduction du réactif phosphate.

Le pH et la force de ]'extractant sont donc les deux facteurs importants à contrôler lors desextractions mais il ne faut pas oublier que quatre autres conditions doivent être requisespréalablement à l'extraction:

• taille des grains < 125 ~m

• temps d'extraction minimum prédéfini• ratios prédéfinis entre le volume d'extractant et la masse de sédiment• sédiment toujours en suspension au cours de l'extraction

La méthode SEDEX est donc une méthode contraignante (méthodologie lourde, tempsglobal d'analyse important) et coûteuse (en produits et en temps d'extraction), ce qui la cantonneuniquement à un travail de recherche. En revanche, elle permet d'acquérir un certain nombred'informations supplémentaires dans la connaissance du phosphore par rapport aux autresméthodes.

19

111111111111111111111

2.3.2 L'analyse colorimétrique des surnageants

La détermination de la concentration en phosphore se fait par spectrophotométrie à partirdes surnageants récupérés par la méthode classique de Murphy et Riley (1962) modifiée parKoroleff (1967). Il s'agit d'une analyse colorimétrique (annexe n06) où les ions orthophosphatesréagissent avec le molybdate pour former un complexe phosphomolybdique jaune. Les silicatespourraient interférer avec cette réaction mais l'acide ascorbique réduit de façon spécifique lecomplexe phosphomolybdique pour donner une forme bleue permettant un dosagecolorimétrique à 885 om.

2.3.3 Expression des résultats

Tous les résultats de phosphore sont exprimés en microgramme de phosphore par grammede sédiment sec. Les concentrations en phosphore déterminées par spectrophotomètrie étantexprimées en micromoles de phosphore par litre de solution, il est nécessaire d'effectuer laconversion suivante:

M=

avec:

M : masse de phosphore en J..l.g P/g de sédiment[P] : concentration de phosphore en J..l.lTIol PlI de solution d'extraction déduite de la

courbe d'étalonnageMm : masse molaire du phosphore = 31 g/molVI: volume d'ex tractant en mlMe : masse de l'échantillon sédimentaire = 0,5 gV 2 : volume de référence =1000 ml

20

111111111111111111111

2.4 Paramètres accompagnateurs

Les analyses de ces paramètres ont été réalisées par d'autres membres du programmeANTROPIC et seront décrites plus en détail dans le travail de thèse de Pierre Harris (1997).

2.4.1 Datation des carottes

La datation des carottes a été réalisée par analyse des radio-isotopes et plus précisément parmesure de l'activité du polonium 210 (décroissance radioactive a). Le polonium 210 se déposespontanément sur une plaque d'aluminium, l'activité étant alors mesurée avec un spectromètre a.

2.4.2 Teneur en eau

La teneur en eau a été obtenue par différence de poids du sédiment avant et aprèslyophilisation. Elle est exprimée en pourcentage d'eau dans le sédiment. Elle permet d'avoir uneidée relativement précise de la porosité des sédiments.

2.4.3 Profil pH-Redox

Les profils PH-Redox ont été effectués in situ au moyen d'une sonde YSI 6000 dans lessédiments superficiels. Cette sonde a été programmée de façon à procéder à une analyse toutesles minutes, deux analyses étant réalisées par profondeur. La sonde était enfoncée manuellementtoutes les trois minutes d'un centimètre et cela jusqu'à une profondeur maximale de dixcentimètres.

2.4.4 Perte au feu

La perte au feu a été déterminée en plaçant cinq grammes de sédiments dans des barquettesen aluminium précalcinées et prépesées quatre heures à 450 oc. Elle est exprimée en pourcentagede perte au feu dans le sédiment. La perte au feu est une méthode simple et rapide pour avoir uneidée de la teneur en matière organique.

2.4.5 Fraction acidosoluble

La fraction acidosoluble a été estimée en mettant un gramme de sédiment en suspensiondans 30 ml d'acide chlorhydrique 1M pendant 30 minutes à 60°C. La suspension ainsi obtenue aensuite été filtrée sur des filtres GF/F ce qui a permis après séchage d'obtenir la fractioninsoluble. La fraction acidosoluble correspond à la différence entre la masse totale du sédiment etla masse de la fraction insoluble. Les résultats sont exprimés en pourcentage de sédiment sec. Onestimera la fraction acidosoluble comme représentative du pourcentage de CaC03.

21

22

3 RESULTATS

3.1.! Le phosphore total

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40

Les résultats de l'analyse du phosphore sont présentés ici sous forme de graphe en fonction

de la profondeur. L'ensemble des données est reporté dans un tableau synthétique en annexe n07.

3.1 Répartition du phosphore dans la carotte Papeava "B"

• en surface (1-24 cm), régulièrement et légèrement avec une valeur à 24 centimètres deprofondeur supérieure de 47 % à la valeur de surface (les cinq premiers centimètres présentent

une augmentation sensiblement plus importante).

l 60Fig nOS: Répartition du phosphore total danslacàrottëPapea~a, moyenne (n=2)' et-écart-type

Le phosphore total n'est pas mesuré directement mais résulte de la somme des cinq autres

compartiments. Il est intéressant de remarquer une augmentation de la quantité de phosphoreavec la profondeur (figure nOS) avec des valeurs de surface de l'ordre de 180 flg P/g de sédimentet des valeurs de fond qui atteignent 400 flg P/g de sédiment. Cette augmentation se fait en deuxtemps:

• en profondeur (36-54 cm), par palier et plus sensiblement avec une valeur de fond

supérieure de 104 % à la valeur remarquée à 36 centimètres.

Entre ces deux tendances, il existe une zone de fluctuations (24-36 cm) où la teneur en

phosphore du sédiment ne suit pas de tendance bien établie de part la présence d'une valeurélevée à 32 centimètres de profondeur.

111111111111111111111

Fig n06 . Répartition des différentes formes du phosphore dans la carotte Papeava, moyenne (n=2) et écart-type

31.2.1 Le phosphore 1ié au CaCO]

3.12 Les différentes formes de phosphore

400

1

P librep ferp CaC03PrestantP organique

*-

.,- 1

J _

·1

Ilg P/g séd.

200

1

,...--,

Sü..........

3<l.l

"Clc:

<80'- 40P-.

50

60

Le phosphore libre constitue le deuxième réservoir par son importance (de 14% à 45% duphosphore total). Il augmente progTessivement jusqu'à 30 centimètres de profondeur (d'environ45 ~g P/g de sédiment jusqu'à environ lOO flg P/g de sédiment) puis se stabilise en profondeuraux alentours de 60 ~g P/g de sédiment.

• une augmentation modérée en surface• une augmentation pl us rapide en profondeur

3.1 2.2 Le phosphore libre

Il est intéressant de noter que l'évolution du phosphore total est quasi-similaire à celle duphosphore lié au CaCO] avec:

La quantité de phosphore lié au CaCO, est supérieure à celle des autres phases et ceci pourtoutes les profondeurs, elle représente au minimum 49% du phosphore total (28 centimètres deprofondeur) pour atteindre au maximum 82% du total (54 centimètres de profondeur).

La méthode de Ruttenberg permet de différencier cinq réservoirs différents de phosphoreque nous allons traiter non pas par ordre d'extraction mais par ordre d'importance. Ainsi, ilapparaît (figure n06) que deux réservoirs se révèlent importants (PCaCOJ , Plibre) tandis que les troisautres n'influent pas ou très peu par rapport au phosphore total (Pler, Prestanb Porg,al1lquc).

111111111111111111111

1111

3.1.2.3 Les autres réservoirs

Les trois autres réservoirs n'interviennent que très peu dans la répartition du phosphorepuisque ces trois réservoirs réunis ne représentent au maximum que Il % du phosphore total.

1111

Le phosphore lié au fer ne subit pas de variations significatives avec une moyenne de 14 flgP/g de sédiment. Son importance relative dans le total diminue avec la profondeur (de 8% ensurface à 3% du total en profondeur) compte tenu de l'augmentation du phosphore lié au CaCO].

Le phosphore inorganique restant (soit celui lié à l'apatite détritique ou métamorphique) etle phosphore organique ne représentent quant à eux que 2% du phosphore total et ne présententpas de variations significatives.

3.1.3 Evolution relative des deux principaux réservoirs de phosphore

3.1.3.1 Le phosphore lié au CaCO]

_._- - -- ._~~--

Fig nO] : Phosphore total en fonction du phosphore lié au CaCO]

P CaC03 (lJgP/g séd.)

y =0.96x + 10146R2 = 0.93

400350300250200

•

150

••

~"-­

10050

450 _

400

350

'ô 300'<IlVI

Cl 250ii:Cl

2002:<'Cl

0 150Cl.

100

50 .

00

1

11

111111

La comparaison entre le phosphore lié au CaCO] et le phosphore total (figure n07) permetde dégager une relation linéaire entre eux (r2

= 0,93; P<O, 1%) autrement dit le phosphore lié auCaCO] explicite le phosphore total et, plus précisément, l'augmentation du phosphore total avecla profondeur est due à une augmentation du phosphore lié au CaCO].

111

3.1.3.2 Le phosphore libre

Le phosphore lié au CaCO} étant prépondérant, nous allons comparer, afin de mieuxappréhender les fluctuations et l'importance du phosphore libre, ce réservoir au phosphore totalsans le CaCO}.

124

Plibre (IJ9P/g de sédiment)

y =1.16x +7.62R2 = 0.92

11111111

160....c

'"E 140"0

""IJ)

'" 120"0

01

0:01 100::J..

C

'"M 800Uni<{

60nigCl.. 40 +--

40 50 60 70 80 90 100

•

110 120

111

Fig n08 : Phosphore total sans le CaCO) en fonction du phosphore libre

La comparaison entre le Phosphore total sans le CaCa) et le phosphore libre (figure n0 8)laisse apparaître une corrélation nette (r2= 0,92; P<O, 1%) entre eux ce qui signifie que, si l'on netient pas compte du phosphore lié au CaCa), le phosphore libre est responsable des variations duphosphore total.

3.1.3.3 Relation entre le phosphore lié au CaCa) et le phosphore libre

P total (~gP/g séd.)

111111

450)400

-ci""IJ) 350 ._01

0:01::J.. 300c

'"M0 250uniu+~ 200.0

~

Cl.. 150

100100 150 200 250 300 350

y = 098x - 14.58R2 =0.99

400 450

1111

Fig n09 : Relation entre P (CaCOJ+libre) et le phosphore total

25

26

Fig nO 10 ' Répartit ion du phosphorë iOlaldans la carotte du I)(;rl, moyenne (n=2) et écart-type

300250

\r.1

100

40

10

50

or.---------,

50

~20c

I~~Q.)

vc

cSo "0o..J

3.2.1 Le phosphore total

3.2 Répartition du phosphore dans la carotte du port "c" (annexe n08)

La comparaison entre le phosphore lié au CaCO) et le phosphore libre met en évidencel'absence de relation entre ces deux réservoirs qui n'interfèrent donc pas l'un sur l'autre. Enrevanche, la comparaison du phosphore lié au CaCO) et du phosphore libre au phosphore total(figure n09) confirme le fait que l'évolution du phosphore total avec la profondeur est due à

l'évolution de ces deux réservoirs (r2= 0,99; P<O, 1%).

En conclusion, deux réservoirs jouent un véritable rôle dans la répartition du phosphoredans les sédiments de la carotte Papeava : le phosphore lié au CaCO) et le phosphore libre. Lesdeux compartiments réunis représentent environ 90% du phosphore total. Les trois autrescompartiments n'interviennent pas dans l'évolution du phosphore avec la profondeur et ne sontpas quantitativement significatifs par rapport au total.

Les résultats de l'analyse du phosphore sont présentés ici sous forme de graphe en fonctionde la profondeur. L'ensemble des données est reporté dans un tableau synthétique en annexe n08.

11111111111111111.1111

Fig nO Il . Répartition des différentes formes du phosphore dans la carotte du port, moyenne (n=2) et écart-type

3.2.2 Les différentes formes de phosphore

300

_i

200

~+- P libre

* P fer

• P CaC03Prestant

• Porganlque

~ '"

Ilg P/g séd.

100

50

lO

40

~

E: 20u

'---'

l

Le phosphore total présente une évolution en deux temps (figure nO] 0) •

Entre ces deux régimes, la diminution du phosphore est de 70 IlgP/g de sédiment soit uneperte de 41 %.

• à partir de 8 cm, la quantité de phosphore augmente progressivement avec laprofondeur pour passer de 99 flgP/g de sédiment à 8 cm de profondeur à 287 flgP/g de sédimentà 50 cm de profondeur soit une augmentation de 190 % en 42 cm.

• les sept premiers centimètres qui présentent des valeurs de l'ordre de 200 flgP/g desédiment. L'évolution n'est pas rectiligne et les valeurs présentent de petites variations entreelles

11111111111111111'1111

111111111111111111111

La répartition du phosphore dans la carotte du port de Papeete (figure nOII) peut serésumer en trois points:

• deux réservoirs qui influent sur le total à toutes les profondeills : le phosphore lié auCaCO] et le phosphore libre .

• un réservoir qui n'a une influence qu'en surface: le phosphore lié au fer.• deux réservoirs qui n'influent pas sur le total : le phosphore restant et le phosphore

orgamque.

3.2.2.1 Le phosphore lié au CaCO]

Le phosphore lié au CaCO], qui est le réservoir prépondérant, suit une évolution en deuxtemps:

• les sept premiers centimètres avec des valeurs qui ne varient pas beaucoup (unemoyenne de 103 flgP/g de sédiment pour un écart-type de 6 flgP/g de sédiment).

• à partir de 8 cm avec une augmentation progressive en fonction de la profondeur (de 32flgP/g de sédiment à 8 cm de profondeur jusqu'à 205 flgP/g de sédiment à 50 cm de profondeursoit cinq fois plus).

Entre ces deux zones, il existe une rupture qui s'amorce entre les sixième et septièmecentimètres et qui est véritablement marquée entre les septième et huitième centimètres passantde 95 flgP/g de sédiment à 32 flgP/g de sédiment.

3.2.2.2 Le phosphore libre

Le phosphore libre est le deuxième réservoir de phosphore important et représente de 24%à 59% du phosphore total. L'évolution du phosphore libre peut être décomposée en trois phases:

• la surface (1-2 cm) avec des valeurs élevées (environ 80 flgP/g de sédiment)• entre 3 et 22 cm de profondeur, on observe une augmentation progressive du phosphore

libre (de 52 flgP/g de sédiment à 97 IlgP/g de sédiment)• le fond (22-50 cm) avec une stabilisation aux alentours de 60-70 flgP/g de sédiment)

3.2.2.3 Le phosphore lié au fer

Le phosphore lié au fer forme un réservoir qui n'intervient que dans les premierscentimètres de surface (environ 10% du total) et qui devient constant et faible à partir de septcentimètres de profondeur (une moyenne de 7 flgP/g de sédiment pour un écart-type de 1 IlgP/gde sédiment).

3.2.2.4 Les autres réservoirs

Les deux autres réservoirs (phosphore inorganique restant et phosphore organique)n'interviennent que très peu dans la répartition du phosphore puisque réunis ils ne représentent enmoyenne que 2,5% du total et ne subissent pas de variations significatives.

28

1111

3.2.3 Evolution relative des deux principaux réservoirs de phosphore

3.2.3.1 Le phosphore lié au CaCO)

29

250200

y =0.95x + 88.08

R2 =0.90

150100

P CaC03 (lJgP/g séd.)

120

f

....cCl> 110E •"C-Ql 100 •VICl>

"C 90 •01

0: • 1- profondeur>7cm01 80.::J. • profondeur<7cmcCl>

70M

Y =0.98x + 12.730() 60 R2 =0.96ro'-? -ro 50~Il. 40 --1 t

40 50 60 70 80 90 100

Plibre (lJgP/g séd.)

300

250

200"C-QlVI

01

0: 15001

2:.'90 100Cl. •

50

o ,0 50

Fig n° 12 : Phosphore total en fonction du phosphore lié au CaCO)

Fig n° 13: Phosphore total sans le CaCO) en fonction du phosphore libre

3.2.3.2 Le phosphore libre

Conune le montre la figure nO 12, il se dégage une relation étroite entre le phosphore lié auCaCO) et le phosphore total (r2=0,90; P<O,l %) autrement dit, le phosphore lié au CaCO)explicite le phosphore total et, plus précisément, l'augmentation du phosphore total avec laprofondeur est due à une augmentation du phosphore lié au CaCO).

11111111111111111

111111

La recherche d'une corrélation entre le phosphore total sans le CaCO) et le phosphore libre(figure na 13) nécessite de distinguer deux séries de données: la première concernant les pointsde surface soit les six premiers centimètres et la deuxième concernant les profondeurssupérieures à sept centimètres. Le résultat de cette comparaison montre une bonne corrélationentre le phosphore total sans le CaCO) et le phosphore libre pour une profondeur supérieure à 7centimètres (r2

= 0,96; P<O, 1%) tandis que dans la couche de surface n'apparaît pas cettecorrélation. Cette constatation implique la conclusion qu'il existe un autre réservoir (le phosphorelié au fer) au niveau des couches sédimentaires superficielles qui intervient dans la répartition duphosphore et qui n'intervient plus en profondeur où le phosphore total sans le CaCO) est explicitépar le phosphore libre.

300

30

3.2.3.3 Relation entre le phosphore lié au CaCO) et le phosphore libre

300

•

y =0.95x - 5.28

R2 =0.96

250200

••....•

150

Ptotal (~gP/g séd.)

100

50

50

M

oü 150'"ü+~.c

--:- 250-0'Gl<Il

Cl

il:~ 200c:Cl>

èC 100

La comparaison entre le phosphore lié au CaCO) et le phosphore libre met en évidencel'absence de relation entre ces deux réservoirs qui n'interfèrent donc pas l'un sur l'autre. Enrevanche, la comparaison du phosphore lié au CaCO) el du phosphore libre au phosphore total(figure na 14) confinne le fait que l'évolution du phosphore total avec la profondeur est due àl'évolution de ces deux réservoirs même si, comme nous avons pli le constater précédemment, lephosphore lié au fer joue un rôle dans les premiers centimètres.

En conclusion, deux régimes peuvent être distingués dans la carotte du port de Papeete.Tout d'abord, les sept premiers centimètres où trois réservoirs jouent un rôle important: lephosphore lié au CaCO), le phosphore libre et le phosphore lié au fer. Enfin, les sédiments plusprofonds (supérieurs à sept centimètres) où le phosphore lié au fer n'intervient plus réellement ctoù les deux réservoirs importants sont le phosphore lié au CaCO) et le phosphore libre.

11

1

111111111

111

111111111111111111111

3.3 Paramètres accompagnateurs

3.3.1 Datation des carottes

----GtrotteP~

<::ar«ie Portlcg (210 Po)

lcg (210 Fb) 0.0 0.1 0.2

0.0 0.2 0.4 o L__I 1-4XX)

1 1 ml l •o- ••

1O~•• • 19X1

10- • • -lm •• •• .,• •:xJ- -1<;«) [S0)• 6 •• <.) :xJ - •6 • '-/• ~ • C/l<.)

30- •'-/ • -19iDUl 0) • 19ïD'~~ • 0) -0 •'0)

~0) •c-l~

c •-0 • <830c 40- -: o - •<8 • d::

~~•0 • 1 lCXD

d:: • •~ • 1-- 19:Kl• •

l· •• • -1940

ffi1 t'm J \~ •• lm/D- l 'XX)

Fig n° 15 : Datations des carottes Papeava et du port

Les datations des deux carottes 1 vont nous permettre de donner une dimension temporelle àce qui n'était jusqu'à présent qu'une répartition spatiale. Les datations dans les deux carottesretranscrive le même type d'information. En effet, on constate aussi bien en ce qui concerne laPapeava que le port deux tendances distinctes. En profondeur, on remarque une sédimentationrégulière et lente tandis qu'en surface la sédimentation tout aussi régulière est beaucoup plusrapide. Le point d'inflexion se situe à 35 centimètres de profondeur (c'est à dire en 1966) pour lacarotte Papeava et à 30 centimètres de profondeur (c'est à dire en 1965) pour la carotte du port.

En résumé, il est possible de dégager un taux de sédimentation relativement constant pourles différentes périodes:

• Carotte Papeava- taux de sédimentation: 2 mm/an entre 1906 et 1966- taux de sédimentation: 13 mm/an entre 1966 et 1996

• Carotte du port- taux de sédimentation: 2 mm/an entre 1906 et 1965- taux de sédimentation: 10 mm/an entre 1965 et 1996

1 Ces résultats n'étant pas encore publiés, toute reproduction partielle ou totale est strictement interdite sansl'autorisation de l'auteur.

31

111111111111111111111

3.3.2 Porosité

Teneill en eau (%)

25 35 45 55 65

0 1

• • • • •

("•• ••• •

10 - •• •l

20 - i .)~

fi,.

E() ,.

'--"'

3 30 - .'Il.>

1 •-0:::: ••c.8 .J' ••0 40 -et f 1••

• Papeava

• Port

l.50 -

~•• •60 - 1

Fig nO 16 : Porosités dans les carottes Papeava et du port

Dans les deux carottes, l'évolution de la teneill en eau (figille n° 16) suit la même tendanceà savoir une diminution avec la profondeill. Autrement dit, le sédiment se trouve plus compactéen profondeur. La diminution de la teneill en eau apparaît plus importante dans les six premierscentimètres pour se poursuivre régulièrement avec la profondeur.

3.3.3 Profil pH-redox

Les profils d'oxydoréduction (figille n° 17) laissent apparaître un sédiment rapidementanoxique. Ainsi, les sédiments de la carotte Papeava sont anoxiques dès le deuxième centimètretandis que ceux de la carotte du port ne le sont qu'à une profondeur de six centimètres. Il seradonc possible de considérer la carotte Papeava comme un ensemble unique au niveau desproblèmes liés à l'oxydoréduction alors qu'il sera nécessaire de distinguer deux classes dans lacarotte du port :

• les six premiers centimètres qui sont oxydés.

• à partir de six centimètres où les sédiments se retrouvent en étatanoxlque.

32

1513

1

_ Papcava 1• Paf 1

~I •Il Il"

~~I,- .u

Il fi~I '1

%~Ii

f.. ~Il

33

Perte au feu (%)

7 9 II53

0

10

20

E0"-'

~ 30(1)

vccS0 40'-p...

50

60

Fig n018: Perte au feu dans les carottes Papeava et du port, moyenne (n=2) et écart-type

Fig nO 17 : Profils pH-redox dans les carottes Papeava et du port, moyenne (n=2) et écart-type

3.3.4 Pelie au feu

pH Rrlx(rrlv)

7.3 7.4 7.5 7.6 7.7 7.8 7.9 8.0 -725 -175 -125 -75 -25 25 75 125

0 1 1r .J 0 _!_I1

Wi ~. 1 W

2 H +2 1-1

~ H ~

4 Il~

r--..4 ~

Il

~E ~I0"-''-

H ~--I;:j

* f--'~(1)

-0t::

<86 H +

0 6 ~ H'-0.... Il

H !I t 1-1~

8 "

1 8 - t ~~,

- 1 ,R:rt

~ ~ t ~~

\0 'II \0 t Il

m lei

111111111111111111111

111111111111111111111

Les pourcentages de matière organique dans les sédiments (figure n° 18) évoluent de lamême façon dans les deux carottes. Les vingt premiers centimètres présentent un pourcentagestable (environ 14% porn la Papeava et 10% pour le port) suivi d'une diminution en profondeurplus marquée pour la carotte Papeava. En profondeur, les pourcentages des deux carottes sesituent aux alentours de 4%.

3.3.5 Fraction acidosoluble

Fraction soluble (%)

30 40 50 60 70 80 90

0 , 1 1 ,

~

~I~10 ~ l'

~ f·rI~20 -

1 1 1 ~~E ,1

ü Il +-1 I~'-/

~ I-.-j ~is 30Q)

~j I~-0

~~t:: /1

cS ~·-Ijl0 40I~ •d::: ~j

~';50 - ~·I~rl' P~va r• Po<1

1--+-1 Il60 ~f+1

Fig n° 19 : Fraction acidosoluble dans les carottes Papeava et du port, moyennecn=2) et écart-type

La fraction acidosoluble (figure n° 19) donne une bonne estimation de la teneur en CaCO]dans les carottes. Les deux carottes présentent une augmentation du CaCO] avec la profondeurmais les évolutions sont différentes: progressivement pour la carotte du port (de 50% à plus de80% de CaCO]), brutalement porn la carotte Papeava avec un palier aux alentours de 40% deCaCO] jusqu'à 40 centimètres de profondeur suivi d'une augmentation brutale (40% en cinqcentimètres) et d'un nouveau palier à 80% de CaCO].

34

111111111111111111111

4.1 Intérêt de la méthode SEDEX

4.1.1 Intérêt méthodologique

La méthode SEDEX développée par Ruttenberg permet une mesure directe du phosphoreorganique contrairement aux autres méthodes comme celle d'Aspila où ce phosphore était déduitdu phosphore inorganique et du phosphore total. Par ailleurs, cette méthode limite les artefactsanalytiques résultant de la redistribution du phosphore sur les surfaces solides (effet de matrice)après extraction grâce aux lavages au chlorure de magnésium effectués entre chaque pas (cecipermettant une désorption secondaire du phosphore potentiellement réadsorbé). Enfin, commeprécédemment cité, le progrès majeur enregistré par cette méthode est la possibilité de dégagerquatre réservoirs différents de phosphore inorganique (figure n020) permettant ainsi d'affiner lesconnaissances quant au cycle du phosphore et ainsi d'avoir une meilleure appréhension desphénomènes. D'autres méthodes d'extractions sélectives ont été développées depuis le début desannées 80, on retiendra principalement celles de Hieltjes et Lijklema (1980) et de Goltermann etDe Groot (1994). La comparaison des diffèrentes méthodes n'est pas discutée ici mais il apparaîtnécessaire de signaler que la méthode SEDEX semble sous-estimer le réservoir lié au CaCO) parrapport aux deux autres méthodes précitées (Goltermam, 96 : com. pers.).

Aspila (1976) Ruttenbcrg (1992)

Phosphore libre

Phosphore inorganique Phosphore lié au fer

Phosphore lié au CaCO)

Phosphore restant inorganique

Phosphore organique Phosphore organiqueFig n020 : Comparaison des dlfferents reservolrs de phosphore degages par les methodes d'Aspila et de Ruttenbcrg

4.1.2 Intérêt écologique

Le fait de déterminer cinq réservoirs différents de phosphore a un coût certain, il est doncnécessaire de trouver dans cette approche des informations supplémentaires dans la connaissancedu phosphore que les autres méthodes (plus rapides et moins coûteuses) ne peuvent fournir.

Ainsi, l'intérêt de différencier cinq compartiments différents de phosphore est de mieuxcerner les phénomènes environnementaux auxquels ils se rattachent. En effet, comme lesdifférents réservoirs ont des propriétés chimiques différentes, ils ne réagissent pas de la mêmefaçon selon les conditions du milieu d'où l'intérêt de les qualifier et de les quantifier. Cetteméthode va ainsi permettre de déterminer l'origine du phosphore (figure n02 1) constituant lesdifférents réservoirs et donc d'apprécier la part des apports terrigènes au regard des apportsrécifaux.

3S

111111111111111111111

Réservoirs

Plibre Pfer PCaCOJ PreSlanl Porganiquerécifale ® ®

Origine terrestre ®mixte ® @

Fig n02l : Onglne du phosphore des différents réservoirs

Tahiti est une île d'origine volcanique constituée principalement de basalte alors que lesconstructions coralliennes formant la couronne récifale sont connues comme étant de véritablespourvoyeurs de CaCO]. JI en résulte que le phosphore lié au CaCO] est principalement d'originerécifale. Inversement, le fer est un élément peu présent dans la composition des sédimentscoralliens donc le phosphore lié au fer est principalement d'origine terrestre.

A un autre niveau, le phosphore libre correspond au phosphore présent dans l'eauinterstitielle ou facilement désorbé des sédiments (contrairement aux quatre autres réservoirs,celui-ci ne correspond pas à une phase discrète), son origine peut être double avec des apportsrécifaux et terrigènes. De même, le phosphore organique résulte de la décomposition de lamatière organique qui peut elle aussi avoir une double provenance.

Enfin, le phosphore inorganique restant est un phosphore très fortement adsorbé à lasurface du sédiment (essentiellement de l'apatite authigénique) donc nous pouvons estimer quece phosphore est d'origine océanique.

En conclusion, la méthode de Ruttenberg permet d'apprécier j'origine du phosphorecontenu dans les différents réservoirs et donc de distinguer la pari des apports terrigènes. Ceciétant, compte tenu de la nature chimique des réservoirs, il est possible de mieux appréhenderl'évolution du phosphore dans l'espace et dans le temps.

4.2 Répartition du phosphore dans les sédiments

Comme les résultats ont pu le montrer, la répartition du phosphore n'est pas uniforme dansles sédiments et évolue de façon importante avec la profondeur.

4.2.1 le phosphore lié au CaCO]

Pour appréhender l'évolution du phosphore lié au CaCO] avec la profondeur, il estnécessaire de procéder en deux temps. En effet, si la carotte Papeava peut se concevoir commeun ensemble unique, il n'en est pas de même de la carotte du port où il est nécessaire dedifférencier les sédiments de surface (les sept premiers centimètres) et les sédiments plusprofonds (à partir de huit centimètres).

La tendance générale du phosphore lié au CaCO] dans les deux carottes est uncaugmentation avec la profondeur (à partir de sept centimètre pour la carotte du port). D'autrcpart, l'évolution avec la profondeur du pourcentage de la fraction soluble dans les sédimentslaisse à penser que ces deux variables (%CaCO] et PCaCO]) sont étroitement liées. Dans le restede la discussion, on assimilera la fraction soluble à la teneur en CaCO] dans les sédiments.

36

Fig n022 : Relation entre quantité de CaCO} et phosphore lié au CaCO}

11111111

---Carotte Papeava

9000 9000

8000 8000 .

-0 7000 -0 7000-Q.I -Q.Ifi) fi)

Cl 6000 ~ 60000,Cl

2: SOOO 2:M M SOOO0 0u 4000 u 4000CIl Y= 20.63x + 138670 CIlU u

3000 R2 = 0.90 3000

2000 -t 1-1 2000a sa 100 1S0 200 2S0 300 3S0 400 0

P CaC03 (~g/g séd)

Carotte du port

y =22.08x +4484.16R2 =0.90

SO 100 1S0 200 2S0 300 3S0 400

P CaC03 (~g/g séd)

1111111111111

Ainsi, la comparaison entre la quantité de CaCO] et le phosphore lié au CaCO] (figuren022) montre une bonne corrélation (r2=0,90; p<O, 1% pour les deux carottes) entre ces deuxvariables dans les sédiments. Toutefois, la répartition plus homogène dans la carotte du portpermet d'avoir une meilleme approche du phénomène que celle de la carotte Papeava où l'onconstate de nombreux points regroupés puis des points isolés sur la courbe de tendance qui ontpOUI effet de fomnir un coefficient de corrélation important. Malgré cela, il est intéressant deconstater que la connaissance du pourcentage de CaCO] dans ce sédiment récifo-Iagonairepermet d'appréhender la quantité de phosphore lié au CaCO] présente et donne par extension unebonne estimation de la quantité de phosphore total. Le résultat important restant le fait quel'augmentation du phosphore avec la profondeur s'explique par l'importance du pomcentage deCaCO] présent dans les sédiments lagonaires.

En ce qui concerne les valeurs élevées de phosphore dans les sédiments de surface de lacarotte du port, il n'existe pas de relation entre la quantité de CaCO] et phosphore lié au CaCO] .Ces valeurs élevées laisseraient supposer que le phosphore complexé au CaCO] ne serait pasattaqué par les bactéries aérobies présentes dans cette partie oxydée du sédiment quibénéficieraient d'une autre source d'alimentation en phosphore beaucoup plus accessible.

37

111111111111111111111

4.2.2 Le phosphore libre

Le phosphore libre ne correspond pas à une phase discrète et est par conséquent très mobile

d'où une diffusion possible dans les sédiments. Les premiers centimètres de sédiment contiennent

un pourcentage en eau très important (>50%). Ce sédiment peu consolidé va faciliter la diffusion

du phosphore ce qui explique pour la carotte du port les valeurs importantes notées en surface

dans les deux premiers centimètres. Les échanges entre le phosphore libre du sédiment et les

eaux interstitielles sont donc favorisés dans les premiers centimètres. Les valeurs fortes duphosphore libre résulteraient d'une migration de cette fraction des niveaux sous-jacents vers la

surface. Plus en profondeur, le phosphore libre est piégé d'une part par l'anoxie qui limite leséchanges et d'autre part par une éventuelle complexation de ce phosphore avec le CaCOJ (Krom

and Berner, 80), ceci expliquant la diminution du phosphore libre lors de l'augmentation

importante du phosphore lié au CaCOJ .

La répartition du phosphore libre dans la carotte Papeava est plus régulière que celle de la

carotte du port. L'emplacement de cette carotte se situe au droit de l'estuaire du fleuve ce qui se

traduit par des apports plus réguliers en phosphore. Cette hypothèse nécessiterait une étude

spatiale de la répartition du phosphore.

Les sédiments de surface de la carotte Papeava ne présentent pas de teneur élevée de

phosphore libre mais au contraire on constate une diminution de ce phosphore à l'approche de lasurface. Ceci laisse suggérer un relargage par diffusion du phosphore libre sédimentaire dans la

colonne d'eau. Le pourcentage en eau est très important dans les niveaux superficiels (60%) ce

qui facilite les échanges. En profondeur, le même phénomène de diminution du phosphore libreen corrélation avec une augmentation du phosphore 1ié au CaCOJ est enregistré ce qui tend àconfirmer l'hypothèse émise pour la carotte du port à savoir une complexation de ce phosphore

avec le CaCOJ .

4.2.3 Le phosphore lié au fer

Le phosphore lié au fer a un comportement diffèrent en fonction des conditions redox du

milieu (Golterman, 95). En condition oxydée, le phosphore sera adsorbé sur l'hydroxyde de fer[Fe(OOH)] tandis qu'en condition anoxique, la réduction du fer (FeJ+ ---7 Fe2+) qui se traduit par

une réduction partielle de l'hydroxyde de fer va entraîner une désorption du phosphore et ainsi

une libération d'ions orthophosphates.

Le sulfure du fer (FeS) ne peut pas fixer les ions phosphates qui sont donc libérés dans lemilieu.

38

111111111111111111111

Le comportement du phosphore lié au fer est diffèrent dans les deux carottes ce quis'explique par des conditions redox également différentes. En effet, dans la carotte Papeava, lesédiment est en condition anoxique dès le deuxième centimètre, ceci expliquant les valeursconstantes du phosphore lié au fer qui est piégé, les conditions anoxiques ayant permis ladésorption du phosphore, on peut supposer que la fraction restante est réfractaire. En revanche, lacarotte du port peut se décomposer en deux régimes:

• les six premiers centimètres avec un sédiment oxydé et des valeurs dephosphore élevées.

• à p31tir de sept centimètres avec un sédiment anoxique et des valeursde phosphore faibles.

Cette observation est totalement en accord avec la théorie de Golterman puisque l'onconstate que lorsque le sédiment est oxydé le phosphore est fixé par le fer d'où les valeursélevées tandis que dès que le sédiment devient anoxique la réduction entraîne la libération duphosphore et par conséquent des valeurs faibles de phosphore lié au fer. Ce phosphore est libérépar les bactéries lors de la réduction des oxydes de fer (Aller, 80).

4.2.4 Le phosphore restant

Le phosphore inorganique restant représente en fait une fraction réfractaire du phosphore.Fortement immobilisé, il ne subit pas de variations significatives et ne présente pas d'intérêtvéritable dans l'étude du phosphore. Les valeurs observées (entre 1 et 5 fig PI g de sédiment) sontpar ailleurs faibles.

4.2.5 Le phosphore organique

Les valeurs de phosphore organique sont surprenantes de part leur faiblesse. En effet, ilétait plus envisageable d'obtenir un réservoir organique avec des valeurs plus élevées en surfaceet subissant des variations importantes en fonction de la profondeur. Au contraire de cela, lesvaleurs sont faibles et ne subissent pas de variations significatives. En fait, il est vraisemblableque Je phosphore organique soit minéralisé dans la colonne d'eau ou du moins avant son dépôtsur les sédiments à l'interface entre l'eau et les sédiments. Ce système (figure n023) est rendupossible et maintenu à longueur d'année grâce à la température élevée du milieu (26-28°C) quifacilite la décomposition de la matière organique produite (Chapelle et al., 94). D'autre part, ilsemble que les quantités de phosphore organique rejetées dans le lagon soient relativementfaibles ou que ce phosphore est rapidement évacué par les passes reliant le lagon à l'océan.

39

relargage

Phytoplancton

Phosphore inorganique

Poissons .......1----

minéralisation

Nutriments phosphorés

mort

Fig n023 : Cycle du phosphore organique

Phosphore organique

Adsorption sur minérauxou complexation

Algues

~

Phosphore organique

111111111111111111

D'un autre point de vue, il est intéressant de constater qu'il n'existe pas de corrélation entrela répartition dans les sédiments du phosphore organique et celle de la matière organique. Lephosphore organique reste à des valeurs constantes tandis que la matière organique suit unecourbe de décroissance classique avec la profondeur. Ceci ne fait que renforcer l'hypothèse d'uneminéralisation du phosphore organique avant dépôt dans les sédiments, le phosphore organiquedosé étant réfractaire et ne subirait pas de minéralisation.

111

40

41

Fig n024 : Evolution du rapport Pre/PCaCOJ dans la carotte du port

4.3 Le phosphore et l'hypersédimentation

••

0.25

•••

Carotte Port

rapport PferIPCaC03

0.05 0.10 0.15 0.20

• •

••

••

••

•••

•

0.00

10

o

40

50 -

Eu 20 -'---'

4.3.1 Situation dans la carotte du port

Les datations effectuées sur les deux carottes vont permettre une vision dynamique dessédiments et d'observer les modifications intervenues au cours de ce siècle. L'évolution duphosphore avec la profondeur va donc pouvoir s'inscrire dans un contexte temporel et refléter lesévénements passés.

L'approche de l'hypersédimentation va se faire à partir du rapport PFe/PCaC03 où lephosphore lié au fer est d'origine terrestre tandis que le phosphore lié au CaC03 est lui d'originerécifale. Le phosphore lié au fer est complexé sur des particules en suspension d'origine terrigènequi sont transférées par les fleuves jusqu'au lagon où elles se déposent.

• avant 1965 (profondeur supeneure à 35 centimètres), le rapport est stable et faible(environ 0,05) ce qui se traduit par des apports terrestres quasi-inexistants et un milieu que l'onpeut qualifier de naturel ou de non perturbé.

L'évolution du rapport (figure n024) dans cette carotte est graduelle avec deux régimesdistincts:

111111111111111111111

111111

• après 1965 (profondeur inférieure à 35 centimètres), le rapport augmenteprogressivement et de façon continue, c'est à dire que le milieu reçoit de plus en plus departicules en suspension qui se déposent dans le lagon. Ce phénomène peut en fait s'expliquer endeux points. Tout d'abord, l'extension de l'urbanisation dans le fond des vallées et sur les versantsaugmente l'instabilité des sols et favorise l'érosion . Les fortes pluies lessivent les sols etentraînent les particules vers le lagon, exutoire final. Ceci va être accentué par la construction etl'extension du port (aménagement de Fare Ute, aménagement de Motu Uta avec l'extension de labase marine, la création de la digue, le comblement du récif frangeant, l'augmentation de lacapacité portuaire) qui ont profondément modifié l'hydrodynamisme du milieu en limitant lerenouvellement de l'eau et en bloquant en partie les apports récifaux.

4.3.2 Situation dans la carotte Papeava

rapport PferIPCaC03Q05 0.10 0.15

Carotte Papeava

•• •

••

•••

0.00

20

10

o

..~ ---------11111

Fig n025 : Evolution du rapport Pre/PCaC03 dans la carotte Papeava

L'évolution du rapport dans cette carotte (figure n025) est plus brutale que dans la carottedu port et peut se décrire en deux parties:

11111

~ 30uccSo....P.. 40

50 -

60

•

••

•••

•

11

• avant 1964 (profondeur supérieure à 40 cm), le rapport présente des valeurs faibles etconstantes (de l'ordre de 0,04) qui s'explique comme précédemment par l'absence d'apportsterrigènes et peut donc être considéré comme étant représentatif du milieu sans les actionshumaines_

111

42

111111111111111111111

• après 1966, l'augmentation du rapport est brutale puisque celui-ci triple en l'espace de dixans. Or, cette période correspond à l'extension de Papeete vers l'est avec la création et ledéveloppement de la commune de Pirae. Cette urbanisation sur un terrain vierge d'activitéshumaines a entraîné une augmentation de l'érosion des sols et donc un afflux dans l'estuaire departicules en suspension. Par ailleurs, l'extension de la digue de Motu Uta vers l'est à la mêmeépoque a favorisé les dépôts sédimentaires dans le lagon en coupant l'arrivée d'eau océanique parle récif frangeant. De plus, cette digue a eu pour effet de limiter les apports récifaux (donc lephosphore lié au CaCOJ) modifiant de la sorte la composition des sédiments lagonaires au profildes sédiments d'origine terrestre. En somme, la conjonction de ces deux événements a entraînéune augmentation importante de la sédimentation dans le lagon.

Le rapport n'augmente dans les années suivantes que très peu (valeurs comprises entre 0,14et 0,16) et n'est pas très significatif en surface dans la mesure où ces valeurs varient beaucoup depar les perturbations (bioturbations) qui peuvent affecter le milieu. Ce milieu n'étant pasconsolidé (pourcentage en eau compris entre 50 et 60%), il est logique d'obtenir des variationsimportantes, un milieu non consolidé pouvant être facilement remanié que ce soit par desphénomènes de bioturbation ou par des perturbations naturelles ou anthropiques, celles-cidiminueront lors de l'accumulation de nouveaux sédiments qui entraînera une évolutiongéochimique du sédiment. Par ailleurs, le déplacement de l'urbanisation plus à l'est (Arue,Mahina), l'espace disponible au droit de la Papeava se faisant de plus en plus rare, a engendrévraisemblablement une stabilisation des apports de matières en suspension au lagon.

En sonune, les activités humaines conditionnent le processus de sédimentation dans lelagon et les caractéristiques du milieu vont minimiser ou accentuer .leur effet. Ainsi,l'emplacement de la carotte Papeava au droit de l'estuaire fait que l'évolution va être plus rapide,plus brutale tandis que la carotte du port située dans une baie va avoir tendance à avoir uneévolution plus lente et régulière. Par ailleurs, les valeurs de surface du rapport de la carotte duport sont plus importantes que celles de la Papeava (0,25 pour 0,16) cc qui laisse SOlls-entendreque les caractéristiques de surface de ces deux milieux sont diffèrentes.

Par ailleurs, la comparaison entre les valeurs de datation et l'évolution du rapportPre/PCaCOJ montre une bonne corrélation ce qui sous-entend que l'augmentation des dépôtssédimentaires (hypersédimentation) induit l'augmentation du rapport Prc/PCaCOJ donc del'augmentation relative des apports terrigènes par rapport aux apports réci faux.

4.3.3 Les risques engendrés par l'hypersédimentation

L'hypersédimentation est un problème à double échelle. Si l'on néglige car peu plausible àcourt terme le problème du comblement du lagon, l'hypersédimentation pose d'abord le problèmede l'accumulation massive de substances pouvant devenir polluantes et qui peuvent devenir, depar la capacité de rétention des sédiments, une véritable "bombe à retardement" si jamais unchangement radical des conditions physico-chimiques venait à intervenir (suite à une actionhumaine ou à un événement naturel singulier). D'autre part, le problème majeur posé parl'hypersédimentation est la dégradation progressive et irréversible du monde corallien (figuren026)

43

- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -HYPERSEDIMENTATION TURBIDITE

El imination des fdtreursdiminution d'uneforme

de prédation

Modification de la nature du substrat

Impossibilité pour certaines larves (coraux)de se fixer

MElO BENTHOS(faune et flore)

Destruction par etouffemen

Organismes sessiles(coraux, mollusques, algues)

Blocage de la photosynthèse

ZOOXANTHELLES

Multiplication de la floreinstallation sur les coraux morts

Modification despeuplements

Multiplication des larvesd'Acanthaster

Modification de l'écosystème

Mort ou fuitede la faune associée

Source: CETE

Fig n026 : Impacts des matières en suspension et de l'hypersédimentation sur un écosy.~tème coralien

, ,

111111111111111111111

4.4 Le phosphore et les risques d'eutrophisation

4.4.1 Définition de la fraction labile

Le phosphore entrant dans un écosystème aquatique est en grande partie incorporé dans lessédiments (Golterman, 94). Ce phosphore ne provient pas seulement de la dégradation de lamatière organique mais aussi de l'adsorption chimique (essentiellement sur les oxydes de fer etsur le carbonate de calcium) ainsi les sédiments renferment une part importante du phosphore del'écosystème estimée entre 60% et 80% du phosphore total (Larsen, 81). Les sédiments serventdonc de réservoir de phosphore de l'écosystème. Cependant, les changements des conditionsphysico-chimiques du milieu peuvent être à l'origine d'un relargage dans la colonne d'eau d'unepartie de ce phosphore sédimentaire (Van Raaphorst, 94). Il est donc important, pour avoir lameilleure approche du fonctionnement de l'écosystème, d'estimer la fraction de phosphoreéventuellement relargable (fraction labile) et ainsi de comprendre le rôle des sédiments dans lecycle du phosphore (Penn, 95).

La fraction labile comprend généralement le phosphore libre, le phosphore lié au fer et lephosphore lié au CaCO) (Klapwjik, 82). Les formes complexées avec le fer et le CaCO) sontinstables et peuvent être relarguées (Mesnage, 94) suite à une modification du potentiel redoxpour le phosphore lié au fer et à une modification du pH pour le phosphore lié au CaCO). Dans lecas présent, le phosphore lié au fer est potentiellement relargable comme nous l'avons montrésuite au passage en condition anoxique des sédiments tandis que le phosphore lié au CaCO)semble immobilisé comme le laisse envisager l'augmentation remarquée avec la profondeur maisl'absence de profil pH sur toute la profondeur des carottes ne permet pas d'en tirer une conclusioncertaine. En ce qui concerne les autres réservoirs, le phosphore inorganique restant est lié àl'apatite qui s'avère insoluble autrement dit ce réservoir de phosphore apparaît comme fortementimmobilisé. Le phosphore organique soluble dans l'acide peut être considéré comme relargableaprès minéralisation (DeGroot, 93) mais compte tenu de la constatation émise précédemment etqui estime qu'une partie de la matière organique est minéralisée avant dépôt sur les sédiments,nous estimerons ce réservoir comme immobilisé. En conclusion, la fraction labile rassemble lephosphore libre et le phosphore lié au fer en milieu oxique.

45

46

4.4.2 Evolution de la fraction labile

100

•

• •••

•

•

•

•

•

•

•

••

•

Carotte Port

fraction labile (~P/g séd.)

60 80

•

40

10

40

50

4.4.2.1 Situation dans la carotte du port

Fig 26 : Evolution de13fraction labile dans la carotte du port

L'évolution de la fraction labile dans la carotte du port met en évidence quatre phasesdistinctes:

• Entre 1973 et 1990 (profondeurs comprises entre 8 et 20 centimètres),la tendance s'inverse et la fraction labile tend à retrouver ses valeurs antérieures.

• A partir de 1990 (profondeur infèrieure à 8 centimètres), uneaugmentation brutale est à nouveau remarquée et semble se prolonger de façon chronique.

• Avant 1963 (profondeur supèrieure à 35 centimètres), la fraction labilereprésente moins de 35% du phosphore total (valeurs inférieures à 70 IJ.g P/g de sédiment) et neprésente pas de variations significatives.

• Entre 1963 et 1973 (profondeurs comprises entre 20 et 35centimètres), la fraction labile croît progressivement pour atteindre un pic en 1973 où 60% duphosphore total est potentiellement relargable (soit 97 IJ.g P/g de sédiment). Cette augmentationse fait de façon lente jusqu'en 1970 et de façon plus brutale entre 1970 et 1973.

111111111111111111111

11111111

En fait, pour comprendre les variations de la fraction labile dans le temps, il est nécessaire

de la rattacher aux événements qui ont affecté le port. En effet, la construction du port de Papeete

date réellement de 1964, il est donc possible de considérer la fraction labile avant cette date

comme non influencé par les activités humaines. A contrario, les travaux d'aménagement du portcommencés en 1964 s'étalent sur toute la fin de la décermie entraînant une profonde modification

du milieu avec notamment une remise en suspension des sédiments préalablement déposés et desapports supplémentaires résultants de la phase de travaux. L'achèvement des travaux au début des

années 70 et donc la limitation des apports va engendrer un retour graduel aux valeurs

originelles.

Par ailleurs, on peut constater au cours de ces dernières armées une augmentation

chronique de la fraction labile. Il sera nécessaire de surveiller son évolution dans les prochaines

armées et de prendre des mesures si jamais la tendance actuelle venait à se confirmer.

4.4.2.2 Situation dans la carotte Papeava

---- ----_._._-. Evolution de la fraction labile dans la carotte Papeava

Carotte Papcava

fraction labile (~gP/g séd.)

60 80 10011111111

40

o

10

20~

8u

"--/

j~ 30'"DC

cS01-<P.. 40

j50

60j

Fig 26

• -~j• •••

•

••

••

•

•

-/ -j

••

• •

120

11111

L'évolution de la fraction labile dans la carotte Papeava n'est différente de celle du port que

dans les sédiments de surface. Il est ainsi possible de distinguer trois périodes.

+ Avant 1964, la fraction labile est constante ( de l'ordre de 70 ~g P/g desédiment soit moins de 30% du phosphore total) et correspond à un milieu non anthropisé.

+ Entre 1966 et 1969, la fraction labi le subit une forte augmentation

avec un pic à 105 ~g P/g de sédiment potentiellement relargable.

47

111111111111111111111

• Entre 1969 et 1996, la tendance s'inverse et la fraction labile tend àretrouver progressivement ses valeurs originelles (la valeur de surface n'étant pas pleinement

significative et demandant confirmation).

De même que pour la carotte du port, l'évolution de la fraction labile dans le temps trouveson explication dans les actions anthropiques. Avant les années 60, le bassin versant de la

Papeava n'était pas urbanisé et le lagon au droit de l'estuaire du fleuve n'était pas soumis à unequelconque pression anthropique. L'essor de la population polynésienne conjugué àl'implantation du CEP a entraîné une accélération du phénomène de concentration dans le secteur

nord-ouest de l'île et donc une extension urbaine importante au départ de Papeete qui s'est traduit

par l'urbanisation du bassin versant de la Papeava dans les années 60. Cette urbanisation va être

responsable d'un afflux massif de particules en suspension dans le lagon qui vont une foisdéposées enrichir la fraction endogène de phosphore relargable. La tendance de retour aux

valeurs originelles constatée depuis 1969 peut s'expliquer par un déplacement de l'urbanisation

plus à l'est suite à un besoin d'espace toujours croissant. Le milieu moins affecté par les apports

va ainsi lentement retourner vers son état initial. Par ailleurs, il est probable que les

aménagements du port aient également influencé l'évolution de la fraction labile.

4.4.3 Fraction labile et eutrophisation

L'eutrophisation est au demeurant un phénomène naturel qui résulte de l'augmentation de la

production primaire suite à un excès en sels nutritifs. Cependant, cet état de fait a été rapidement

modifié par les actions humaines, source d'apports nutritifs exogènes importants. Le phosphore

est considéré comme le facteur limitant de ce processus d'eutrophisation d'où l'importance de sonsuivi. En ce qui concerne le lagon de Papeete (où sont situées les deux carottes), les valeurs de

phosphore de la colOMe d'eau sont faibles (Fichez et al., 96) et le milieu considéré comme

oligotrophe. D'un autre point de vue, la fraction de phosphore relargable depuis les sédiments ne

constitue pas une quantité importante pour l'instant donc il est difficile d'envisager une éventuelle

eutrophisation du lagon.

Par ailleurs, l'évolution de la fraction labile et les pics remarqués permettent de mettre en

évidence l'impact des actions anthropiques sur le milieu naturel et sur le processus

d'eutrophisation. Ainsi, l'érosion et le lessivage des sols résultant d'une urbanisation intensivevont entraîner une grande partie du phosphore via les particules en suspension vers le lagon d'où

l'importance pour une meilleure compréhension de l'écosystème aquatique d'englober le domaine

littoral, les relations entre ces milieux dans le cycle du phosphore étant particulièrement étroite

(Tanaka, 95).

48

111111111111111111111

S CONCLU N

Le lagon de Papeete est situé dans un environnement péri-urbain et est par conséquent

soumis à de fortes pressions anthropiques résultant des activités liées au lagon et au domaine

maritime et des rejets provenant de la forte concentration de population résidant sur la frange

littorale de ce secteur. La spéciation du phosphore dans les sédiments permet d'appréhender

l'évolution des caractéristiques lagonaires sur une longue période grâce aux enregistrements

réalisés par les sédiments. La méthode SEDEX élaborée par Ruttenberg apporte une vision

complète de la répartition du phosphore dans les sédiments. Cette technique a permis de

distinguer cinq fractions différentes de phosphore d'importance inégale. En effet, les résultats

d'analyses (confirmés statistiquement par une analyse en composantes principales) ont montré la

prédominance de la fraction liée au carbonate de calcium et l'importance du phosphore libre

tandis que les trois autres réservoirs (Prer> Prestant et Porganique) ne représentent qu'une fractioninfime du total.

Dans les deux carottes étudiées, la tendance du phosphore total est une augmentation avec

la profondeur explicitée par l'augmentation de la fraction liée au carbonate de calcium. Ainsi, les

profondes modifications subies par le milieu suite aux aménagements du port et des abords du

lagon dans les années 60 ont engendré une limitation des apports récifaux sans toutefois les

bloquer complètement. Cette constatation se traduit par une modification de la nature

géochimique des sédiments qui renfern1ent plus de carbonate de calcium en profondeur qu'en

surface. Or, malgré cette limitation, la tendance générale est une augmentation du taux de

sédimentation qui ne peut s'expliquer que par une forte augmentation des apports terrigènes,

responsable du problème d'hypersédimentation dans le lagon.

En revanche, le problème de l'eutrophisation ne se pose pas dans le lagon de Papeete car la

quantité de phosphore contenue dans la colonne d'eau est faible et la fraction relargable à partir

du sédiment ne représente pas en quantité un danger potentiel. Le seul problème envisageable est

la perturbation du milieu suite à un arrêt ou à un ralentissement de la circulation dans le lagon

qui risquerait d'entraîner une crise dystrophique.

Cette étude permet également de dresser un historique de l'envirOImement du lagon de

Papeete et ainsi de mettre en évidence que les années 60 représentent une période charnière pour

l'île de Tahiti avec le développement de l'urbanisation et l'implantation du Centre

d'Expérimentation du Pacifique (CEP) qui a profondément modifié le mode de vie des tahitiens

mais aussi le milieu naturel. Il semblerait ainsi plus judicieux de ne pas parler dans un contexte

temporel de la Polynésie mais plutôt de deux Polynésie: celle de l'avant CEP et celle postérieure

à l'arrivée des structures militaires soit postérieure à 1963.

49

111111111111111111111

BIBLIOGRAPHIE

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50

111111111111111111111

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51

111111111111111111111

ANNEXES

52

111111111111111111111

PROGRAMME ANTROPIC (ORSTOM)

1

OBJECTIFS1

Le programme Antropic cherche à identifier les relations entre les modifications des conditions de milieu provoquées parl'activité humaine et l'évolution des peuplements dans les milieux coralliens. Nous nous intéresserons plus spécifiquement auxprocessus d'eutrophisation et d'hypersédimentation qui sont reconnus comme étant parmi les principales sources d'altération enmilieu corallien. Le travail de recherche prévu pour 1995 cherchera à défmir les conditions du milieu sur le système récifo-lagonaire de Tahiti à déterminer l'impact de ces conditions de milieu sur les peuplements en place et enfin à replacer l'évolutionde "environnement dans un contexte historique récent.

1CONTEXTE 1

Le développement économique des pays de la zone tropicale est responsable de modifIcations majeures de l'environnementcôtier. Les écosystèmes coralliens bien adaptés aux eaux océaniques 01 igotrophes sont particulièrement sensibles auxmodifications de la turbidité et de la charge en éléments nutritifs des eaux. Dans le cas des îles hautes, en raison du faible temps derésidence des eaux lagonaires, ces perturbations se traduisent généralement par un remplacement des peuplements de coraux pardes peuplements à base de macroalgues. Les bilans qui ont été dressés démontrent que ces altérations ont une répartition qUIconcerne l'ensemble de l'océan mondial et que la forte synergie qui existe entre les phénomènes naturels ou anthropique aussibien à l'échelle globale que régionale doit être prise en compte.

[FINALITES1

En terme de développement les implications de ce programme de recherche concernent directement les populations et lespouvOIrs politiques du Territoire de Polynésie Française mais elles s' inscri vent bien évidemment dans un contexte«géoscientifique» beaucoup plus général. Les perturbations anthropiques sont de plus en plus clairement perçues par lesresponsables du développement économique comme une menace à moyen terme sur la santé de l'écosystème récifal et donc aussisur son potentiel tïnancier. En terme d'application, la mise au point d'un outil de diagnostic est indispensable si l'on envisage delutter contre les altérations existantes ou potentielles de j'environnement.

1 REALISATION1

Les études envisagées peuvent être découpés en 3 étapes complémentaires1 - Etude des peuplements benthiques de substrats meubles (macrofaune) et de substrats durs (coraux, macroalgues).

recherche d'espèces ou d'assemblages spécifiques.2 - Etude sur un an des caractéristiques physico-ch im iques de l'environnement (masse d'eau, sédiment, apports

continentaux).3 - Cartographie sédimentaire et apports particulaires à l'interface eau-sédiment. Analyse du matériel sédimentaire en tant

qu'arch ives historiques des conditions d'environnement pendant le siècle dern ier (métaux, dérivés des lignines, pigments,hydrocarbures, isotopes stables, etc.).

La mise en commun de ces résultats permettra de rechercher des espèces ou des groupements d'espèces pouvant êtreutilisés comme bioindicateurs des perturbations anthropiques. L'étude des archives sédimentaires permettra de replacer lasituation actuelle dans un contexte historique et de prévoir les tendances évolutives.

1 PARTICIPANTS1

Chercheurs ORSTOM: R. Fichez (responsable), J. Pagès, J.-P. Torréton, P. Frouin, P. Harris, V. TalbotChercheurs associés: A. Arnoux (Univ, Marseille), C Badie (LESE-CEA), G. Cauwet (CNRS, Banyuls), J.M. fernandez (CEA),

M. Fontugne (R-CNRS, Gif), C Hily (CNRS), C Payri (Univ., Papeete), A. Saliot (Univ., Paris VI).Collaborations étrangères : J. Brodie (GBRMPA, Austr.), G Brunskill (AIMS, Austr.), G. Gold-Bouchot (CINVESTA V,

Mexique), P Hutchings (Museum, Austr), D. Klumpp (AIMS, Austr), K. Woolfe (Univ J. Cook, Austr.)Assistance technique ORSTOM L. Chungue, R. Jouen, N. Maihota, J. Orempuller, J. Paoaafaite, J. Teuri.

1 ECHEANCES ~Déroulement du programme prévu de début 1995 à fin 1996. Au-delà de cette échéance le programme ANTROPIC se

prolongera au travers du programme ECOTROPE de l'ORSTOM (UR 16) sur les écosystèmes côtiers tropicaux.

53

1111

ANNEXE N°2

8,6mm

~

11111111111111111

Description du tube (figure 1):- Matériau: PVC Haute Densité (référence TERl 17-2)- Caractéristique: longueur: 1 m

diamètre: 225 mmépaisseur: 8,6 mm

225 mm

980 mm

figure 1 : vue en coupe du tube PVC

Le tube PVC est coupé à une longueur de 1 m, les deux extrémités sont rabotées. Le bas du carottier estbizotté sur une largeur de 3 cm pour ramener l'extrémité du tube à environ 1 mm d'épaisseur. Le tube est ensuitecoupé en deux dans le sens de la longueur.

Sur chaque demi-carottier, on fait une gorge de chaque côté dans laquelle viendra se placer un joint toriquede 3 mm de diamètre qui assurera l'étanchéité lorsque les deux demi-coques seront rassemblées.

L'assemblage de ces dernières est assuré par des cornières en aluminium en L de 10 x 15 mm et de 2 mmd'épaisseur. Les cornières sont vissées au tube (vis Parker) tous les 5 cm (figure 2). La liaison entre les deux demi­cylindres est réalisée par des boulons de 4 mm espacés tous les 10 cm.

54

111111

Cornière enAluminiumla x 15 mmépaisseur 2 mm

r Joint toriquediamètre 3 mm

11

Figure 2 : vue de face du demi-tube avec ses deux joints toriques et les cornières alu.

Le sommet du carottier est coiffé d'un cercle en PVC sur lequel vient reposer une barre métallique. Cettecoiffe (figure 3) permet d'enfoncer le carottier à l'aide d'une masse sans toucher directement au tube.

11111

Barre en acierinoxydable

Tube en PVC(identique au

carottier)

1 Guides en PVC 1

11111111

Figure 3 : Coiffe du carollier

Le bouchon inférieur du carottier est constitué par trois disques en PVC de la mm d'épaisseur entrelesquels est placée un joint plat en caoutchouc assurant l'étanchéité. A travers ce bouchon une corde a été installéequi permettra de remonter le tube à partir de sa base.

Le bouchon supérieur est constitué d'un disque en plexiglas de 20 mm d'épaisseur. L'étanchéité est assurépar un joint torique de 6 mm de diamètre logé dans une gorge située au milieu du bouchon.

55

- - - - - - - - - - - - - - - - - - - _.-FICHE D'OBSERVATION DE LA CAROTTE B

~----------'-'i

Papeava, nOBStation N° :

Localisation (GPS) :

GPS

pas de positionObservations de la carotte

Longueur de la carotte: 62 crn (mesuré), enfoncée - 80 cm

Observations sur I~ prélèvementLes 2 caroniers sont descendus et enfoncés

simu Itanément Le fond est plat avec de nombreuses traces debiorurbation. Substrat assez homogène. Le gros caroniers'enfonce très facilement à la main. La (In du carouier (>40 cm)est enfoncé à la masse. Le pelil carouier eSI enfoncé presquecomplèlemenl a la main, on senllrès bien un seuil vers 60 cm deprofondeur correspondant à l'interface vase terrigène - vasecarbonatéeLe pompage s'effectue de manière très satisfaisante, maisl'absence de courant au fond rédUit la visibilité à 10 cm Leséclllneni devient plus compacl vers le fond mais le suçage resteperformant Le bouchon Inférieur;) été 111IS avec difficulté (pbde visibililé) car l'acces au bas était étroit (effondrement dusédlmelll superficiel au fur et il mesure. Le parachutage et laremontée à bord sans probleme.

Heure d'Immersioo 8 H 30Heure de (10 de carot1age 8 H 40Heure de début de Dompag~

Heure de Gn de pompageHeure de sanie de la carOllC;Heure de Gn de plongéc

équipe 1· 8H30 - 9HOOéquipe 2: 9HOO - 9H2S8 H 4S9 H 109 HIS9 H 2S

V>0-

I2.a.tf

Plongée

16 janvier 1996

Pro[ondeu r: 35 m

Aspect général (couleur. odeur): Sédiment basaltique matTOn en hallt et

carbonaté gris en bas. Compactage important.

Nombre de faciès: 4 zones peuvent êlre distinguées ~ l'oeil: une zone moinscompacte sur les Ger cm. Plus compact entre 7 et 37 cm, facies marron vaselerrigène, IrallSltion au niveau 38 jusqu'au 43 avec de + en + de vase cal·bonatée Apanir de 44 cm on a un faciès cillbonaté avec un sédiment tres dense.

Limites des faciès 0-5 cm, 5-37, 38-43,44-62.

Bioturbatioo: pas de traces apparentes de bioturbation

Observations Particulières le long de la carotteU:lL<]uillages, organismes morts & vivants, débris végétaux, bioclastcs,

matière organique",)

- Pompage de 1,5 1d'eau sous le bouchon. Les 6 er niveaux sont recueillis il la spalulecarottier entier en position verticale. Beaucoup d'eau dans le 1er niveau.- Niveau 7 à 62 découpage il la guillotine. Pas de pb. particulier- tranclle 12 un peu épaisse.- niveau 17: fracture imp. causée par la guillotine de 17 à 20 CI11.

- apparition de la fraction c<1rbonatée (vase grise) au niveau 38.- ~ partir du niveau 44, il ya de + en + de boue carbonatée- le sédiment est de plus ell plus compact vers le foncL Les 3 derniers 111ve<1UX sontprélevés directel11CI11 il 1<1 sp<1lule, la guillotine n'arrivanl plus à trancher

>zZMXMZo

VJ

- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -FICHE D'OBSERVATION DE LA CAROTTE C

Station N° : Port Papeete, nOC Observations de la carotte

Localisation (GPS) 17°32,143' SLongueur de la carotte 53 cm mesuré (enfoncé 75 cm)

place

Observations sur le prélèvement

Problème de Visibilité qUI oblige la leieré\'dnquée il Ci~;Oi1CU le gro" cMouier en 2 l'OIS(resle 23 cm), avec difficulté vers la '-111, le sédimentetil!1t lrèS compaci RA S pOlir le pelll, enfoncé il id

main sm 50 cm, puis il la milsse (ieste 4 cm)Le pompage est long il cause du sédiment

compact et de la visibilitéLe bouchon du bas se met difficilement en

149°34,371' W

1er fév rier 1996

~

t~

XM1:2I~

0'1 r~irouvc d~lls Ic pon les mêmes coloctéris\lques que pOUl la carotte Papeavu. A savoir:· Ics quclques 1er cm SOIlI prelevès ~ 10 spillule duOS le c<J(otticr venicui eillier CM Ic

,0UIt'lC"{ C'',lmeUbk Dep clc~u UJIlS le 11:1\11 On Il()mre CIlVII'OIl 6 1Cj'Cilll Cllll'e le boucholl ~ 20CI11 ,'1 Ic 1[''' Ill"

" lé ldlO'l cr ,Hlven rail ,tppdr,'Îlrc ulle C"I'OIIC S,111, dcfolïllil1l011, blCll COn1p~cte

· III\'CdU 5 Uil peu épais De même pou' les trooches 8 el 9.· il'itl1cl1e 10 très f10e (-0.5 ~ 0 7 C01)· morCCJU de pl<1slique sur le bord du carottier au oiveau 30 Jusqu'<1U 33· tr<1ositioo assez oene eotre les vases marroo et grise vers le niveau 38, A pal1lr de 36

<1:':;":iIIOO de sable gris, ~ 42 il o'y <1 pr<1liquel11enl plus que du sable gris,· les dcrniers oiveuux se découpeolmal a la guillotille car le sèdiOlell1 est IrOp dellse, A

pJnir de 47 les IrJoches soot découpées a la spJlule JU fur et à mesure que 1'011 eofooce \ugUillotine.

· le G~~:~ ;er niveJu, 5 1, est prelevè Jusqu 'JU food de 10 carone et représente uoe tranche de2 à J cm d'épaisseur

Bioturbation: pas de IrJces appan~i1tes de biotmbatlon,

Observations Particulières Je long de la carotte (coquillages.organismes morts & vivants, débris végétaux, bioc!astes, matière

organique.,,)

Aspect général (couleur, odeur) Sédiment basaltique marron en haut etc3l"bonaté gris en bas, Compactage important.

Nombre de faciès: 4 zones peuvent être distinguées Ù l'oeil: une zone mOlIlscompacte SUi les 4ei cm, Plus compact entre 5 et 35 cm, faciès marron vaseteirigène, transition au niveau 36 jusqu'au 41 avec de + en + de vase carbonatéeA pmlir de 42 CI11 on J Ui1 filciès carbonaté avec un sédiment très dense,

LImites des faciès: 0-4,5-35,36-41,42-53 C\11,

1Oh 30

9h 30 (2)

23 ln

811 45 (1)911 OC)lh 05

Oh 00i Oh 159h 30 (')

Profondeur:Plongée

Ileure d'jIJ111llTIlilO­l::lrurLr;kJill,Qc cor0tt0~~

Heure de débui de pomRa~Heuce de un de pompage:Heure de sonie de la ca rouelliure de Cio de I210n~

(2)

.I2ali

'-/1--J

111111111111111111111

ANNEXE N°S

Le découpage de la première tranche de la carotte est réalisé comme suit:- Installer la guillotine à l'extrémité supérieure de la carotte (fig nOI)- Tenir le bouchon supérieur- Trancher avec le couperet le premier centimètre- Retirer le bouchon (laisser le couperet en place)- Récolter la tranche de sédiment dans le sac et le pilulier (faire une photo avant si

nécessaire).- Peser le sac pour obtenir le poids frais

Les autres tranches sont découpées comme suit:- Nettoyer le carottier pour enlever les traces de sédiment restant- Installer le bouchon en plexiglas contre le couperet- Retirer lentement le couperet et le nettoyer- Déplacer la guillotine de 1 cm- Trancher la carotte (figure nO 1)- Retirer le bouchon en plexiglas- Récolter la tranche de sédiment dans le sac et le pilulier numérotés.- Peser le sac pour obtenir le poids frais- Stocker le sac et le pilulier au congélateur.Procéder de la même manière pour les autres tranches.Attention: à un moment donné, il faudra intercaler la guillotine au milieu du bers.

Pour cela, lorsque le couperet a été retiré et que la carotte est maintenue par le bouchon enplexiglas, soulever le carottier avec la guillotine, puis déplacer la guillotine au milieu du bers.

Couperet

Table

Carottierouvert

Fig nO 1 : Découpe d'une carotte à la guillotine

58

111111111111111111111

Dosage des phosphates

PRINCIPE

Le phosphate donne avec le molybdate d'ammonium en milieu acide un complexe coloré:le phospho-molybdate d'ammonium de couleur jaune. Pour obtenir une réaction, l'acideascorbique réduit les phospho-molybdates. La solution réduite présente une coloration bleue quipermet un dosage spectrophotométrique.

MANIPULATION

Préparation des réactifs

1 Solution de molybdate d'ammonium

Dissoudre 3 g de (NH4)6M07024, 4H20 à étendre à 100 ml d'eau distillée. Dans un flacol)plastique et au frigidaire, cette solution est stable indéfiniment.

2 Solution d'acide sulfurique (2,5 mol.rl)

Ajouter avec précaution 14 ml d'H2S04 (densité :1,84) pour analyse dans 90 ml d'eaudistillée. Laisser refroidir et conserver en bouteille de verre bien bouchée.

3 Solution d'acide ascorbique

Dissoudre 10,8 g de C6Hg0 6 dans 100 ml d'eau distillée. Dans un flacon plastique, cettesolution se conserve quelques semaines au réfrigérateur.

4 Solution d'oxytartrate de potassium et d'antimoine

Dissoudre 0,14 g de ~Sbo)C4H406 dans 100 ml d'eau distillée. Cette solution se conserveplusieurs mois au réfrigérateur.

MELANGE REACTIF

Mélanger les réactifs dans les proportions suivantes:

- 1 ml de solution de molybdate d'ammonium- 2,5 ml de solution d'acide sulfurique (2,5 mol.r')- 1 ml de solution d'acide ascorbique- 0,5 ml de solution d'oxytartrate de potassium et d'antimoine

Le mélange réactif ne se conserve pas plus de 6 heures et doit être préparé avant chaquedébut d'analyse (il permet le dosage de 50 échantillons).

S9

111111111111111111111

Solution étalon primaire de phosphate

Sécher à loooe du dihydrogénophosphate de potassium anhydre (KH2P04) de qualité"pour analyse". En dissoudre 0,6805 g dans un litre d'eau distillée et ajouter l ml de chloroforme.

l ml contient 5 ~mol de P043-, cette solution est stable plusieurs mois au réfrigérateur.

Solution secondaire de phosphate

Prendre l ml de la solution mère et l'étendre à lOO ml dans de l'eau distillée: 1 ml contient0,005 J.lmol de P043

-.

Gamme étalon

Réaliser une gamme de 0,1-0,2-0,5-1-2 et 4 ~mol ri. Mettre dans des fioles de 100 ml0,2-0,4-1-2-4 et 8 ml de la solution secondaire.

60

---------------------

TABLEAU RECAPITULATIF DES VALEURSDES DIFFERENTS RESERVOIRS DE PHOSPHORE DE LA CAROTTE PAPEAVA

Ç\

Profondeur (cm) Plibre % PFe % PCaC03 % Prestant %. Porg % Total

1 4590 27.95 9.57 5.83 104 30 63.50 1.86 1.14 2.60 . '1.59 164.24

2 64.73 34.99 1539 8.32 100.91 54.55 246 1.33 1.50 081 184.99

3 7254 36.38 11.33 5. 68 112.23 56.29 167 0.84 1.62 0.81 199.39

4 7388 35.10 18.28 868 113.85 54.08 254 1.21 1.96 0.93 210.51

6 7575 3684 10.50 5. 11 117 29 57.04 088 0.43 1.19 0.58 205.61

9 7006 32.59 19.39 902 121 54 56.54 3.51 1.63 0.47 0.22 214.98

17 8334 34.52 17.99 7. 45 136.29 56.46 2.77 1.15 1.01 0.42 241.40

24 9520 ' 39.52 16.59 6.89 120.90 50.18 6.62 2.75 1.61 0.67 240.91

28 90.57 45.44 5.91 297 97.49 48.91 4.36 2.19 0.99 0.50 199.32

32 105.90 32.48 23.79 7.30 18441 56.56 6.72 206 5.23 1.60 326.04

34 99.18 42.47 1101 4.71 116.86 50.04 559 2.39 0.88 0.38 233.52

36 69.67 32.69 11.45 5.37 122.94 57.69 807 3.79 0.98 0.46 213.11

39 60.91 22.74 1556 5.81 182.48 68.12 8.29 3.09 0.63 0.24 267.87

44 69.47 26.26 7.45 282 180.14 6809 654 2.47 096 0.36 264.56

48 65.55 17.00 14.35 3.72 303.09 78.60 2.29 0.59 0.32 0.08 385.59

54 60.39 13.89 13.69 3.15 35698 82.12 2.36 0.54 1.26 0.29 434.68

Les concentrations sont exprimées en /l-g Plg de sédiment (poids sec)Les pourcentages de chaque fraction sont exprimés par rapport au phosphore total

~

I~M><MZ

o--....)

---------------------TABLEAU RECAPITULATIF DES VALEURS

DES DIFFERENTS RESERVOIRS DE PHOSPHORE DE LA CAROTTE PORT DE PAPEETE

0­N

Profondeur (cm) Plibre % PFe % PCaC03 % Prestant % Porg % Total

1 74.68 36.29 24.35 11.83 97.85 47.55 2.64 1.28 6.25 3.04 205.77

2 80.69 40.23 15.15 7.55 100.. 28 50.00 1.40 0.70 3.03 1.51 200.55

3 51.98 29.42 1402 7. 94 105.85 59.91 2.05 1.16 2.78 1.58 176.68

4 57.92 29.91 23.66 12.22 108.18 55.87 1.17 0.61 2.70 1.40 193.64

6 61.73 30.46 27.38 13.51 109.90 54.23 1.47 0.73 2.18 1.07 202.65

7 6093 36.06 9.14 5.41 95.45 56.49 1.04 062 2.41 1.43 168.97

8 58.55 59.00 5.62 566 31.70 31.95 073 0.73 2.64 2.66 99.24

15 69.37 58.42 7.26 6.12 38.34 32.28 1.61 1.35 2.17 1.83 118.75

18 7989 41.15 730 3.76 105.40 54.29 0.86 0.44 0.69 ' 0.36 194.14

22 9723 59.36 6.56 4.00 57.46 35.08 0.89 054 1 67 1. 02 163.81

26 7682 40.19 5.81 304 103.1 53.95 4.40 2.30 0.99 0.52 191.12

30 70.47 45.29 6.75 4.34 73.47 47.22 1.70 1.09 3.21 206 155.60

34 6727 32.90 7.45 3.64 123.84 6056 4.30 2.10 1.63 0.80 204.49

38 4799 23.91 5.34 2.66 143.95 71.72 0.93 0.47 2.49 1.24 200.70

42 60.62 33.86 5.57 3.11 109.86 61.36 1.86 104 1.13 0.63 179.05

45 61.98 25.73 8.11 3.36 162.6 67.48 5.34 2.22 2.91 1.21 240.94

50 68.79 23.94 7.22 251 205.14 71.39 406 1.41 2.17 0.76 287.37

Les concentrations sont exprimées en /-lg P/g de sédiment (poids sec)Les pourcentages de chaque fraction sont exprimés par rapport au phosphore total

>zZMXlMZo

100

111111111111111111111

Sommaire

REMERCIEMENTS

1 INTRODUCTION1.1 Présentation du stage1.1.1 Le programme ANTROPIC1.1.2 L'étude dans les sédiments1.1.3 L'étude du phosphore1.2 Contexte de l'étude1.2.1 L'île de Tahiti1.2.2 L'agglomération de Papeete

2 MATERIELS ET METHODES2.1 Le site d'étude2.1.1 Le lagon de Papeete2.1.2 Le choix des sites2.1.3 La courantologie dans le lagon de Papeete2.2 Le prélèvement2.2.1 Le carottage2.2.2 Le conditionnement2.3 La spéciation du phosphore2.3.1 L'extraction du phosphore2.3.2 L'analyse colorimétrique des sumageants2.3.3 Expression des résultats2.4 Paramètres accompagnateurs2.4.1 Datation des carottes2.4.2 Porosité2.4.3 Profil pH-Redox2.4.4 Perte au feu2.4.5 Fraction acidosoluble

3 RESULTATS3.1 Répartition du phosphore dans la carotte Papeava3.1.1 Le phosphore total3.1.2 Les différentes formes de phosphore3.1.2.1 Le phosphore lié au CaC03

3.1.2.2 Le phosphore libre3.1.2.3 Les autres réservoirs3.1.3 Evolution relative des deux principaux réservoirs de phosphore3.1.3.1 Le phosphore lié au CaC03

3.1.3.2 Le phosphore libre3.1.3.3 Relation entre le phosphore lié au CaC03 et le phosphore libre3.2 Répartition du phosphore dans la carotte du port3.2.1 Le phosphore total3.2.2 Les différentes formes de phosphore3.2.2.1 Le phosphore lié au CaC03

3.2.2.2 Le phosphore libre

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pOSpOSpoSpOSp06p07p07p07

pO l2p012p012p012p014

pO l7pO l7pO l7pO l7pO l7p020p020

p0 2lp02lp02lp02l

p0 2lp02l

p022p022p022ponponponp024p024p024p024p02Sp026p026pon

po2Spo 2S

111111111111111111111

3.2.2.3 Le phosphore lié au fer3.2.2.4 Les autres réservoirs3.2.3 Evolution relative des deux principaux réservoirs de phosphore3.2.3.1 Le phosphore lié au CaCO]3.2.3.2 Le phosphore libre3.2.3.3 Relation entre le phosphore lié au CaCO] et le phosphore libre3.3 Paramètres accompagnateurs3.3.1 Datation des carottes3.3.2 Porosité3.3.3 Profil pH-Redox3.3.4 Perte au feu3.3.5 Fraction acidosoluble

4 DISCUSSION4.1 Intérêt de la méthode SEDEX4.1.1 Intérêt méthodologique4.1.2 Intérêt écologique4.2 Répartition du phosphore dans les sédiments4.2.1 Le phosphore lié au CaCO]4.2.2 Le phosphore libre4.2.3 Le phosphore lié au fer4.2.4 Le phosphore restant4.2.5 Le phosphore organique4.3 Le phosphore et l'hyper sédimentation4.3.1 Situation dans la carotte du port4.3.2 Situation dans la carotte Papeava4.3.3 Les risques engendrés par l'hypersédimentation4.4 Le phosphore et les risques d'eutrophisation4.4.1 Définition de la fraction labile4.4.2 Evolution de la fraction labile4.4.2.1 Situation dans la carotte du port4.4.2.2 Situation dans la carotte Papeava4.4.3 Fraction labile et eutrophisation

S CONCLUSION

BIBLIOGRAPHIEANNEXESSOMMAIRELISTE DES CARTESLISTE DES FIGURESLISTE DES ANNEXES

64

p028p028p029p029p029p030p03lp03lp032p032p033p034

p03Sp035p035p035p036p036p038p038p039p039p04lp04lp042p043p045p045p046p046p047p048

peSOpOS2p063p06Sp066p067

11111111111111111111l'

Liste des cartes

carte n° 1 : La Polynésie françaisecarte n02 : L'île de Tahiti: relief et urbanisationcarte n03 : L'agglomération de Papeetecarte n04 : Localisation des activités du port de Papeetecarte nOS: Géomorphologie du lagon de Papeetecarte n06 : Courantologie dans le lagon de Papeete

65

pOSp09pOlOpOlI

pO l3pOl6

111111111111111111111

Liste des figures

Fig n° 1 : Interactions entres les différentes composantes de l'écosystèmeFig n02 : Moyennes mensuelles des précipitations (1958-1981)Fig n03 : Fréquence des directions du vent en janvier (1957-1990)Fig n04 : Protocole d'extractions séquentielles du phosphore de RuttenbergFig nOS: Répartition du phosphore total dans la carotte PapeavaFig n06 : Répartition des différentes formes du phosphore dans la carotte PapeavaFig n07 : Phosphore total en fonction du phosphore lié au CaCO)

dans la carotte PapeavaFig nOS: Phosphore total sans le CaCO) en fonction du phosphore libre

dans la carotte PapeavaFig n09 : Relation entre P (CaC03+libre) et le phosphore total dans la carotte PapeavaFig n° 10 : Répartition du phosphore total dans la carotte du portFig n° Il : Répartition des différentes formes du phosphore dans la carotte du portFig n° 12 : Phosphore total en fonction du phosphore lié au CaCO)

dans la carotte du portFig n° 13 : Phosphore total sans le CaCO) en fonction du phosphore libre

dans la carotte du portFig n° 14 : Relation entre P (CaCO)+libre) et le phosphore total dans la carotte du portFig n° 15 : Datation dans les carottes Papeava et du portFig n° 16 : Porosité dans les carottes Papeava et du portFig n° 17 : Profil pH-Redox dans les carottes Papeava et du portFig n° 18 : Perte au feu dans les carottes Papeava et du portFig n° 19 : Fraction acidosoluble dans les carottes Papeava et du portFig n020 : Comparaison des différents réservoirs de phosphore dégagés

par les méthodes d'Aspila et de RuttenbergFig n021 : Origine du phosphore des différents réservoirsFig n022 : Relation entre quantité de CaCO) et phosphore lié au CaCO)Fig non: Cycle du phosphore organiqueFig n024 : Evolution du rapport Pre/PCaCO) dans la carotte du portFig n025 : Evolution du rapport Pre/PCaCO) dans la carotte PapeavaFig n026 : Impacts des matières en supension et de l'hypersédimentation

sur un écosystème corallienFig n027 : Evolution de la fraction labile dans la carotte du portFig n028 : Evolution de la fraction labile dans la carotte Papeava

66

p05pOl4pOl4pOl8p022pon

p025p025p026p027

p029p030p031p032p033p033p034

p035p036p037p040p041p042

111111111111111111111

Liste des annexes

annexe n° 1 : fiche programme ANTROPICannexe n02 : description du carottierannexe n03 : fiche d'observation de la carotte de la Papeava "B"annexe n04 : fiche d'observation de la carotte du port "c"annexe nOS: protocole du découpageannexe n06 : protocole du dosage des phosphatesannexe nO? : répartition du phosphore dans la carotte Papeavaannexe n08 : répartition du phosphore dans la carotte du port

67

pOS3pOS4pOS6pOS?pOS8pOS9p061p062