Bien qu’elles ne couvrent que 3 % de la surface terrestre mondiale, les tourbières constituent une partie active de la zone critique (ZC), échangeant d’importants flux d’eau et de gaz à effet de serre (GES) avec les aquifères environnants, les eaux de surface et l’atmosphère. Alors que les services écosystémiques des tourbières (stockage du carbone et de l’eau, atténuation du climat local) sont essentiels pour relever les défis du 21e siècle concernant le climat, la biodiversité et les ressources en eau, ils sont directement menacés par les activités humaines à l’échelle mondiale (changement climatique) et locale (drainage pour l’agriculture, la sylviculture et l’exploitation de la tourbe).

Comprendre les mécanismes hydrologiques, biogéochimiques et écologiques des tourbières fonctionnant à différentes échelles spatio-temporelles est donc fondamental pour atténuer ces impacts. Afin de caractériser les mécanismes et les facteurs contrôlant les sources, la production et les transferts de GES dans les tourbières, une campagne de terrain interdisciplinaire (15 laboratoires de recherches) a été organisée sur la tourbière de Frasne en juin 2023.

L’expérimentation de Frasne a combiné la caractérisation microbiologique (analyse des lipides membranaires, pour retracer les métabolismes microbiens impliqués) avec des analyses hydrogéochimiques de l’eau interstitielle de la tourbe (éléments majeurs, DOC (quantité et qualité), CO2, CH4, isotopes du carbone et de l’oxygène) le long des gradients amont-aval et de surface-profondeur. En parallèle, les flux de GES ont été mesurés de la parcelle à l’échelle de l’écosystème, en combinant les profils de gaz dissous, les mesures en chambre, la covariance d’eddy et la caractérisation par drone.

En terme de résultats, plus d’une trentaine de variables ont été mesurées avec les objectifs suivants :

• évaluer les flux de carbone en 3D (latéraux, verticaux) à l’échelle de la tourbière ;
• caractériser les processus hydrogéochimiques et biologiques et en particulier la manière dont ils favorisent ou limitent la production de GES ;
• caractériser le développement d’outils abordables et conviviaux et leur transfert.

Terra Forma a notamment était impliqué sur le volet instrumental avec la mise en œuvre de trois capteurs en développement (acquisition de données et intercomparaison) :

• WP2.2b. Sonde Matière Organique Dissoute (MOD) pour la caractérisation de la MOD dans les piézomètres ; équipe LRGP (mesure optique par fluorescence et absorbance)
• WP2.3b. Spectromètre de masse pour la cartographie flux et concentration de CO2 et CH4 dans les eaux interstitielles ; équipe GR
• WP2.5a. Spectromètre sous drone pour cartographier les flux et concentration de CO2 et CH4 dans l’air ; équipe GSMA

Le site (7 ha, 46.826 N, 6.1754E, 840 m d’altitude) est un observatoire à long terme depuis 2008 et l’un des quatre sites français de tourbières (SNO Tourbières) de l’infrastructure de recherche française CZ (OZCAR). La tourbière est également un site de la Zone Atelier de l’Arc Jurassien dédié à l’exploration des interrelations entre l’homme et la nature.

Chiffres à retenir

• 1 semaine de terrain
• 15 laboratoires impliqués
• 17 chercheurs sur le terrain et 43 au total
• 12kE coût total de l’opération (analyses et logistiques)

Pour aller plus loin

• Site internet SNO Tourbières
• Présentation du Site de Frasne
• Site internet de la Zone Atelier Arc Jurassien
• Poster (octobre 2023)
• Photos de l’expérimentation

Mis à jour le 24 novembre 2023