4. ANALYSE DE LA DISTRIBUTION DES FORAMINIFERES BENTHIQUES
4.4. Analyse par découpe de la tranche de sédiment en cubes de 1cm 3
A défaut d’avoir accès à la technologie développée, nous avons établi une approche intermédiaire qui
permettait néanmoins d’analyser la distribution des foraminifères couplée à la distribution des figures
sédimentaires et à la distribution d’espèces dissoutes. La tranche de sédiment échantillonnée avec la
mâchoire à été sous-échantillonnée tous les 1cm
3. Bien que la résolution ne soit pas micrométrique,
elle permet de documenter l’hétérogénéité latérale de la densité des foraminifères.
Cette technique complémentaire à la découpe traditionnelle de carotte de sédiment a été programmée
dans mon projet de thèse. N’ayant pas eu le temps de développer ce volet de mon travail, le
développement technique a été réalisée lors des travaux de thèse d’Aubin Thibault de Chanvalon dont
une publication, comme co-auteur, est en cours de préparation. Cette étude a été réalisée sur la vasière
des Brillantes dans l’estuaire de la Loire. Dans le cas présenté, nous avons analysé le fer dissous, le
phosphate et les sulfures à l’aide du gel DET 2D.
Les cubes de sédiment (1cm
3) ont été traités pour l’analyse des foraminifères benthiques vivants,
c'est-à-dire incubés avec du Cell Tracker Green, puis traités en laboratoire (lavage sur tamis de 150 µm)
pour une détermination des individus vivants sous loupe à épifluorescence (cf. détail de la méthode
chapitre 1).
Figure 14 : Schéma des techniques d’échantillonnage de sédiment. A gauche : méthode classique par découpe
de tranche cylindrique d’une carotte sédimentaire, à droite : méthode de prélèvement d’une tranche de sédiment
prélevé en vis-à-vis du gel 2D et découpé en cube de 1cm3 (modifiée d’après Thibault de Chanvalon et al. in
prep.).
Dans cette étude, nous avons pu comparer les variations de densité des foraminifères entre une
découpe de carotte classique et une tranche de sédiment (Figure 15). Les densités de foraminifères
sont tout à fait comparables entre la carotte et la tranche de sédiment malgré la forte héterogénéité
latérale.
Figure 15 : Densité de foraminifères pour 1 cm3 échantillonné selon : (à gauche) la méthode classique par
découpe de tranche cylindrique d’une carotte de sédiment et (à droite) la méthode de prélèvement d’une tranche
de sédiment prélevé en vis-à-vis du gel 2D et découpé en cube de 1cm3 (modifiée d’après Thibault de Chanvalon
et al. in prep.)
13 28 27 20 22 28 28 38
2 0 4 12 3 5 6 5
24 6 9 4 11 4 3 10
21 29 11 9 14 16 8 7
20 13 20 17 14 12 21 17
17 9 11 19 10 9 8 11
28 18 31 27 15 25 28 31
19 16 25 16 13 10 21 30
A B C D E F G H
1
2
3
4
5
6
7
8
0 10 20 30 40
0
1
2
3
4
5
P
ro
fo
n
d
e
u
r (c
m
)
Densité des foraminifères (ind.cm
-3) Densité d’Ammonia tepida (ind.cm
-3)
Cependant l’utilisation de la tranche de sédiment, de part le faible volume de sédiment analysé pour
chaque cube, présente le net avantage, par rapport à la technique classique de découpe de carotte, de
diminuer considérablement le temps d’analyse des échantillons sous loupe à épifluorescence.
Cette nouvelle technique a permis d’observer l’hétérogénéité centimétrique horizontale et verticale
présente dans ce milieu. L’analyse de la phase dissoute par gels 2D a montrée qu’il n’existait pas de
corrélation entre la distribution des foraminifères benthiques et celle du fer dissous.
Dans un futur très proche, nous pourrons également combiner la distribution de la méiofaune à la
distribution d’espèces azotés de la phase dissoute (nitrate, nitrite, ammonium). Le prélèvement de
sédiment par cette technique de découpe permet également l’analyse 2D du carbone organique total et
de la phase solide du sédiment avec la possibilité de réaliser des attaques à l’ascorbate pour la mesure
du Fe et du P associés aux oxydes de fer (données non présentées réalisées dans le cadre de la thèse
d’Aubin Thibault de Chanvalon).
5.CONCLUSION
L’ensemble des développements méthodologiques réalisés au cours de cette thèse ont permis de mettre
en avant des résultats préliminaires innovants quant à l’étude des foraminifères benthiques et du milieu
dans lequel ils vivent. Dans un premier temps les premiers essais pour l’étude de la distribution en 2D
des nitrates/nitrites et ammonium dans les sédiments ont permis d’obtenir des résultats prometteurs
quant à l’étude des espèces azotées en 2D. L’utilisation de cette méthodologie dans les sédiments du
Bassin d’Arcachon permettrait de vérifier à petite échelle spatiale l’absence supposée de nitrates dans
les sédiments et, dans le cas contraire, d’étudier leur interaction avec l’herbier et les faunes de
foraminifères benthiques. L’étude de la phase solide du sédiment a permis d’observer des structures
biologiques et de les analyser par microfluorescence X. Cette approche s’avère donc complémentaire à
notre précédente approche sur la phase dissoute mais nécessite encore une phase d’optimisation. Par
cette analyse rapide nous avons, cependant, mis en évidence une remobilisation du Fe et du S à
l’image des résultats obtenus dans la phase dissoute. A ce jour, il est important de réaliser ce
prélèvement conjoint de sédiment et des eaux porales par DET 2D sur le Bassin d’Arcachon pour
permettre de mieux comprendre les enrichissements en fer dissous observées en profondeur et la
présence des spots de phosphate et de ses différentes sources (voir chapitre 4). L’utilisation couplée
d’un enrésinement et de la microtomographie axiale à rayons X a permis d’identifier certains
foraminifères benthiques dans leur environnement. Néanmoins avec cette méthodologie, il s’est avéré
complexe d’identifier conjointement 1) l’ensemble des foraminifères observés et 2) les
macrostructures telles que les racines ou les terriers. De plus, cette méthodologie ne permet pas de
discriminer les individus vivants des individus morts, ce qui est primordial dans l’étude des
microhabitats afin de justifier d’un habitat préférentiel pour la vie des organismes. Actuellement cette
technique ne semble donc pas adaptée à l’étude des microhabitats benthiques de foraminifères autour
de structures biologiques ou sédimentaires de taille importante. En parallèle, une découpe de la tranche
de sédiment en un sous-échantillonnage de 1 cm
3 a permis d’observer l’hétérogénéité centimétrique
horizontale et verticale présente dans ce milieu en vis-à-vis des gel DET 2D. Une distribution
particulière de l’espèce Ammonia tepida en lien avec les structures biogènes et non avec le fer dissous
a été observée. Le déploiement de cette méthodologie sur le Bassin d’Arcachon serait une première
approche intéressante afin d’observer la distribution des foraminifères en parallèle des
microenvironnements liés à la présence des racines (i.e. enrichissements en fer dissous, spot de
phosphate). Si la densité de l’herbier le permettait nous pourrions même diminuer la taille des
échantillons pour augmenter la résolution spatiale.
En vue des développements réalisés et malgré les difficultés rencontrées, il est possible d’envisager
dans un futur très proche l’analyse à haute résolution la distribution 2D des nitrates/ nitrites dans des
environnements où des foraminifères benthiques ont présenté une capacité à dénitrifier. Un
prélèvement de sédiment en vis-à-vis d’un gel 2D nitrate serait donc réalisable afin d’étudier la
distribution des foraminifères benthiques après découpe de cube de 1cm
3. A ce jour les
développements récents (Bernhard et Richardson, 2014) et nos travaux prélimianires permettent
d’envisager le couplage de l’analyse non destructive de la chimie du siolide avec la distribution des
foraminifères vivants autour des macro et microstructures des sédiments.
En perspectives le montage idéal pour cette étude serait un couplage de nos gels DET 2D (Fe, DRP,
NO
2
-/NO
3
-, NH
4
+
) à une optode planaire à O
2 et à pH. La connaissance de la distribution de l’oxygène
dans notre environnement s’avère primordiale étant donné son rôle majeur pour les organismes
hétérotrophes et pour la dégradation de la matière organique. De plus au vu des observations faites sur
la dissolution des foraminifères benthiques du Bassin d’Arcachon (chapitre 1), la connaissance de la
distribution du pH semble être nécessaire. Afin d’étudier la distribution de la phase solide et des
foraminifères benthiques en vis-à-vis des gels DET 2D et de l’optode planaire, une incubation in situ à
l’aide d’un traceur de vitalité (e.g. CellTracker
TMGreen CMFDA) devrait être réalisée avant le
prélèvement de la tranche de sédiment. Une fois prélevée, cette tranche devrait idéalement être
enrésinée afin 1) de s’affranchir des perturbations liées à la décongélation et 2) de la manipuler
facilement et sans contraintes de temps. Cette tranche pourrait ainsi être scannée en microfluorescence
X puis découpée progressivement afin d’identifier dans un premier temps les macrostructures, puis les
foraminifères benthiques associés à l’image de la méthode utilisée par Bernhard and Richardson
(2014).
Synthèse générale et perspectives
