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ECOLE NORMALE SUPERIEURE ----------------------------------- UER – SCIENCE ET T

ECOLE NORMALE SUPERIEURE ----------------------------------- UER – SCIENCE ET TECHNOLOGIE ------------------------------------------- DEPARTEMENT DE SCIENCES PHYSIQUES MASTER PROFESSIONNEL --- Libreville, Décembre 2020 TER Présenté par : - Sous la direction de : NGOHANG Franck Estimé Maître-assistant CAMES Chimie Analytique, Chimie de l’Environnement 1 TER Table des matières 1. Introduction...............................................................................................................................2 2. Causes et conséquences............................................................................................................2 3. Les équipements expérimentaux permettant de l’étudier.........................................................3 4. Les données concernant les 800 Km de côté Gabonaise............................................................5 5 .conclusion..................................................................................................................................6 6. Référence bibliographique.........................................................................................................7 a 1 2 TER 1. Introduction Il s'agit tout d'abord d'un champ de recherche très récent (une dizaine d'années au plus) qui se base sur plusieurs certitudes mais aussi plusieurs hypothèses et laisse actuellement, en fait, beaucoup de questions sans véritables réponses. Nous avons là un domaine de recherche multidisciplinaire par excellence qui lie chimie, paléontologie, biologie, écologie, bio géochimie, modélisation, innovations technologiques et sciences sociales[1]. 2. Causes et conséquences Depuis le début de la révolution industrielle, les océans ont absorbé environ un tiers des émissions de dioxyde de carbone (CO02) d’origine anthropique. Cet apport massif de CO2 entraîne des changements radicaux dans l’équilibre chimique océanique, notamment dans la concentration en carbonates. Ces changements sont collectivement désignés par l’expression « acidification des océans », dans la mesure où une augmentation du CO2 dissout dans l’eau de mer abaisse son pH (et accroît donc son acidité). Les mécanismes chimiques à l’œuvre dans ce phénomène d’acidification étant bien cernés, les projections sont relativement simples en ce qui concerne les eaux de surface en pleine mer pour une trajectoire donnée de CO 2 atmosphérique. Celles qui reposent sur les scénarios du Groupe d’experts intergouvernemental sur l’évolution du climat (GIEC) tablent sur une réduction moyenne du pH de la surface des océans entre 0,14 et 0,35 unité d’ici la fin du XXIe siècle, soit un niveau de pH de surface de 7,81 en 2100 [2]. Par ailleurs, « les impacts sur l’acidification des océans continueront de s’aggraver pendant des siècles, même si les émissions cessent » [3]. Bien que le CO2 atmosphérique soit la principale cause de l’acidification des océans globalement, deux autres facteurs connus ou possibles ont été identifiés : - l’acidification des eaux côtières provoquée par d’autres polluants : les rejets agricoles, industriels et humains d’azote et de phosphate. Déterminer l’importance relative de chacun de ces polluants – ainsi que leur importance par rapport au CO2 atmosphérique nécessite encore des recherches, mais il semblerait que les pollutions côtières puissent avoir localement un impact significatif sur l’acidification de l’eau de mer, à des échelles de quelques dizaines voire centaines de kilomètres ; - la dissolution des hydrates de méthane : à l’heure actuelle, ils sont stockés sous forme solide sous le plancher océanique, avec le risque que l’augmentation de la température de l’eau ne mène à ce que des quantités importantes de méthane soient relâchées dans les océans , – puis éventuellement dans l’atmosphère. Le volume de méthane ainsi libéré pourrait être suffisamment important pour provoquer l’acidification des eaux profondes avec, selon les estimations, des baisses régionalement circonscrites de pH allant jusqu’à 0,25 unité. En raison de l’inertie thermique des océans et de la pénétration retardée de la chaleur dans les sédiments, le processus de libération du méthane serait irréversible et se prolongerait sur un laps de temps considérable, même si le réchauffement climatique était finalement stoppé. 2 3 TER Les conséquences de l’acidification des océans sur les sociétés dépendront des interactions parmi et entre espèces et écosystèmes, qui réagissent tous à un rythme et avec une intensité différentes, mais aussi de l’interaction entre acidification et autres facteurs de stress des océans ainsi que des réponses de chacun des groupes humains affectés. Il semble malgré tout évident que, par sa rapidité et son ampleur, le phénomène de l’acidification menace de nombreux écosystèmes et espèces marins. Les organismes qui se développent en fixant le carbonate de calcium, comme les récifs coralliens, les crustacés et le zooplancton, font partie des premières victimes potentielles. On comprend dès lors que l’acidification des océans aura des répercussions sur différents secteurs d’activité (la pêche, l’aquaculture ou le tourisme par exemple) et sociétés littorales, sachant qu’elle pourra également avoir des effets indirects sur des pans nettement plus vastes de l’économie et de la population mondiales. Il est donc important de recenser et d’étudier les options dont nous disposons, en termes de gestion et de politiques publiques, malgré les incertitudes entourant encore les impacts exacts de ce phénomène. 3. Les équipements expérimentaux permettant de l’étudier Ainsi lLa communauté internationale dispose déjà du projet eFOCE ( ), dont l’objective principale est de développer, valider et mettre en œuvre des systèmes expérimentaux permettant d'étudier les effets de l’acidification in situ sur les communautés marines benthiques (vivant sur ou à proximité du fond). En 2013 le projet été réalisé en collaboration avec le Monterey Bay Aquarium Research Institute (MBARI), lequel a récemment développé quelques prototypes, et en partenariat avec des laboratoires européens impliqués dans les deux projets cofinancés par la commission européenne (EPOCA et MedSea).Sur une période de 3 ans, ils avaient visés à développer et à tester des systèmes qui seraient utilisés pour des expérimentations de longue durée (> 6 mois) en Méditerranée. Les perspectives à Plus long terme seraient de multiplier le nombre de ces systèmes et de les mettre à la disposition de la communauté scientifique internationale dans le cadre d’un réseau mondiale similaire à Mesoaqua. Il s’agit d’une « cage » sous-marine dans laquelle les conditions d’acidité pourront être modulées, selon les besoins de la recherche, afin de simuler l’acidité que pourrait connaître l’océan si les émissions de gaz à effet de serre continuent sur les tendances actuelles induites par les activités humaines. 3 4 TER FIGURE 1. Aperçu expérimentale du projet eFOCE 4 5 TER FIGURE 2. Exemple D’un système déployé en Australie 4.Les données concernant les 800 Km de côté Gabonaise À proprement dit nous n’avons pu accéder directement aux données concernant les 800 km de cote Gabonaise sur l’acidification. mMais les données faites par les a nations unies montrent qu’il ne s’agit pas d’un problème lié à une partie du monde mais il s’agit d’un problème à l’échelle mondiale., Aainsi les données mondiale prennent en compte le cas du Gabon et nous disent que En effet. Ll’abaissement du PpH lié à la combinaison du CO02 avec de l'eau est dépendant de plusieurs facteurs dont pluis particulièrement la température et dans une certaine mesure de la salinité. Plus la température est faible, plus la combinaison du CO02 avec de l'eau est forte, donc l'émission de protons H+ intense et donc égaiement l'acidification égaiement. Ceci explique que ce sont les mers froides, et souvent dessalées, des hautes latitudes des hémisphères nord et sud qui vont être tes plus vite touchées, Par ailleurs le phénomène est majeur dans les eaux de surface, la figure ci-dessus donne une estimation de l'évolution du pH de surface de la mer entre l'époque préindustrielle (1700) et la fin des an· nées 1990. Elle nous et montre une acidification plus intense aux hautes latitudes. (Global Ocean Data Analysis project, World Ocean Atlas, "C02 in Seawater: Equilibrium, Kinetics, Isotopes" (Elsevier 2001) by Zeebe and Wolf·Gladrow). Les 4 cartes ci-dessous expriment l’estimation du pH moyen des eaux de surface pour 1875, '995, 2050 et 2095, d'après le modèle ((SM3 du Centre National pour ta Recherche Atmos-phérique (d'après Feely et al, Oceanography, 2009). Les récifs coralliens sont identifiés en blanc[X]. 5 6 TER 5 .conclusion Cette étude met en évidence la nécessité d'accorder une attention accrue à la conception, à la performance, à l'analyse et au compte rendu des procédures expérimentales utilisées lors des expériences de manipulation d'acidification des océans. Il est encourageant que la plupart des études suivent le «Guide des meilleures pratiques pour la recherche sur l'acidification des océans et la communication des données [4]» pour manipuler la chimie des carbonates d'eau de mer, et que cela s'améliore également pour les mesures de la chimie des carbonates d'eau de mer.; nousNous recommandons que la même rigueur dans l'utilisation des unités expérimentales dans la conception expérimentale soit suivie pour éviter les artefacts liés à une réplication et une randomisation inappropriées. L'acidification des océans est un domaine de recherche relativement nouveau, et si des lignes directrices plus strictes sont suivies dans les 6 7 TER recherches futures, alors de plus grandes inférences peuvent être tirées d'études, améliorant notre capacité à prédire avec précision comment les changements dans la chimie des carbonates océaniques affecteront les espèces et les écosystèmes à l'avenir. Ce rapport traite spécifiquement de la l’acidification des mers et des océans. Cependant, d'autres considérations méthodologiques doivent également être prises en compte dans la recherche sur l'acidification des océans pour améliorer les informations pouvant être tirées de ces études. Les recherches futures seraient également améliorées si la durée des expériences augmentait ou si elles incorporaient des augmentations graduelles du CO2 plutôt qu'une exposition rapide [5]. Les études futures devraient également se concentrer sur l'amélioration du réalisme environnemental utilisé dans les expériences de laboratoire, par exemple en essayant de simuler le mouvement de l'eau écologiquement réaliste uploads/Geographie/ plan-ter-m1-guibinga-2020-v-2.pdf