Chapitre 1 : caractéristiques de l’habitat benthique
2.3 Analyse des données
Les filtres ont été décarbonatés (HCl fumant pendant 4 h selon Lorrain et al., 2003). Avant d’effectuer les analyses, une partie du filtre a été « grattée ». La poudre obtenue a été placée au sein d’une capsule d’étain pour les analyses isotopiques.
Les échantillons servant à déterminer les isotopes stables du carbone et de l’azote organiques du sédiment ont été récoltés de la même façon que la méthode décrite en 2.2.2. Le sédiment a été lyophilisé, puis placé dans des capsules en argent et décarbonaté avec du HCl 1,2N (Kennedy et al., 2005). Les capsules ont ensuite été analysées à l’aide d’un analyseur élémentaire (NC2500, CarboErba®) afin de déterminer les signatures isotopiques du sédiment et du microphytobenthos. L’analyseur élémentaire a été couplé à un IRMS (Isotope Ratio Mass Spectrometer, Isoprime, GV Instruments®). La dérive journalière de l’IRMS a été surveillée à l’aide de standards de travail (calibration à partir de standards certifiés : glycine, caséine) et les données ont été corrigées en conséquence. La composition isotopique a été calibrée à partir des standards de travail, ainsi que par des matériaux de référence (IAEA-N2).
Les rapports isotopiques ont été reportés selon la notation conventionnelle δ (‰) :
δ13Céchantillon ou δ15Néchantillon = (Réchantillon / Rréférence-1)*1000
avec : R = 13C/12C ou 15N/14N, où les références sont la Bélemnite (PDB) pour le δ13C et le diazote N2 atmosphérique pour le δ15N. Sur l’ensemble des analyses, l’incertitude en lien avec le δ13C et le δ15N était inférieure ou égale à 0,2‰ et l’incertitude en lien avec le C/N inférieure ou égale à 0,2 mol.mol-1.
2.3 Analyse des données
2.3.1 Analyses numériques sur les paramètres environnementaux
L’existence de différences significatives dans les valeurs annuelles moyennes des paramètres environnementaux, entre les deux fleuves ou entre les domaines intertidal et subtidal, a été recherchée dans un premier temps par des tests paramétriques (test t) et, le cas échéant, par des tests non paramétriques de Mann-Whitney pour des échantillons indépendants. Afin de tester la variabilité dans l’espace et dans le temps des différents paramètres, des analyses de variance à un ou plusieurs facteurs (ANOVA), paramétriques ou non paramétriques (Kruskal-Wallis) selon le résultat du test préalable d’homogénéité des variances (test de Levene) suivi d’un test HSD de Tukey ou d’une comparaison multiple, ont été réalisées (STATISTICA ® v.7.0).28 Pour l’ensemble des analyses multivariées, les données ont été centrées réduites. Une classification ascendante hiérarchique (CAH) a été réalisée sur les données centrées réduites afin de rechercher une structuration spatiale et/ou temporelle au sein de la partie fluviale de l’estuaire de la Gironde.
Par la suite, une analyse en composantes principales a été réalisée sur les groupes issus de la CAH afin de les caractériser. L’ensemble des analyses a été conduite avec le logiciel STATISTICA ® v.7.0.
2.3.2 Analyses numériques sur les signatures élémentaires et
isotopiques
Les réplicats des rapports élémentaires et isotopiques ont été moyennés avant les traitements numériques sous la forme concaténée mois-station. Les échantillons du sédiment subtidal n’ont pas pu être traités car le spectromètre de masse a été défectueux lors de la période d’analyse.
2.3.2.1 Le modèle de mélange
Afin de quantifier la contribution relative de chaque source à la MOS, le modèle issu du package SIAR (Stable Isotope Analysis in R ; R 2.15.2) a été utilisé (Parnell et al., 2010). Il est basé sur un système de trois équations à n inconnues, n étant le nombre de sources de MOS prises en compte. Ce système est basé sur des équations de bilan de masse établies à partir des rapports isotopiques et/ou élémentaires :
δ13C mélange = x1* δ13Csource1 + x2*δ13Csource2 +….+ xn*δ13Csourcen
δ15N mélange = x1* δ15Nsource1 + x2*δ15Nsource2 +….+ xn*δ15Nsourcen C/N mélange = x1* C/N source1 + x2* C/N source2 +….+ xn* C/N sourcen
où x1, x2, …, xn représentent les contributions relatives de chaque source à la MOS (x1 + x2
+….+ xn = 1).
Les sources considérées sont celles décrites dans la littérature en lien avec l’estuaire de la Gironde (Veyssy et al., 1999 ; Etcheber et al., 2007 ; Savoye et al., 2012), à savoir la matière organique terrestre réfractaire (composant le bouchon vaseux), la matière organique labile (issue du sol et de la litière terrestre), le phytoplancton continental et la matière organique d’origine anthropique, ainsi que deux taxons microphytobenthiques (les diatomées et les Euglenophyceae).
29 Au vu des signatures isotopiques et élémentaires de ces sources et de la MOS, le phytoplancton continental ainsi que la matière organique d’origine anthropique n’ont finalement pas été considérés pour le modèle de mélange.
L’incertitude absolue sur les contributions était en moyenne de 6,5% et variait selon les sources de ca. 4% (Euglenophyceae) à ca. 8% (MOP réfractaire).
2.3.2.2 Variation spatio-temporelle des signatures élémentaires et isotopiques
Les données ont été centrées-réduites et traitées à l’aide du logiciel R (version 2.15.2) pour les analyses statistiques multivariées.
Des dendrogrammes (analyse de groupement à ascendance hiérarchique) ont été produits à l’aide de matrices de similarité basées sur les distances euclidiennes ainsi que la méthode des moyennes (PRIMER® V6.0). Les dendrogrammes ont été réalisés afin de grouper les observations par similarité et ainsi mettre en évidence une ou des éventuelles zonations et/ou d’éventuelles variations temporelles.
Les dendrogrammes ont été associés à un test SIMPROF afin de mettre en évidence des groupes significativement différents.
Des analyses en composantes principales (ACP) ont été réalisées dans un premier temps sur les rapports isotopiques et élémentaires, et dans un second temps sur les compositions relatives de la MOS. Ceci avait pour objectif de mettre en évidence les relations entre les rapports isotopiques et élémentaires, d’une part, et entre les compositions relatives, d’autre part. Les analyses ont été conduites grâce au logiciel R (package FactoMineR).
Des analyses canoniques de redondance (ARD) ont été réalisées afin de mettre en évidence :
(1) les liens entre les forçages environnementaux et les rapports isotopiques et élémentaires ;
(2) les liens entre les forçages environnementaux et les contributions relatives des différentes sources de la MOS.
L’ARD a utilisé la distance euclidienne pour établir des relations linéaires (régressions multiples) entre les paramètres de la MOS et les paramètres environnementaux (débits, température, conductivité, teneurs en matières en suspension, chlorophylles, phéopigments et carbone organique particulaire).