Mesure directe de l’activité biogéochimique des zones interstitielles
Les micro-organismes des sols et des milieux souterrains représentent l’une des composantes les plus importantes mais aussi les plus méconnues de la biosphère terrestre. Des communautés microbiennes diversifiées sont capables de catalyser la transformation d’un grand nombre de composés organiques ou minéraux, et leur activité est une composante incontournable pour la compréhension des cycles biogéochimiques. Cependant, la distribution spatiale, la dynamique temporelle, les fonctions et le rôle de ces communautés dans le cycle des éléments via les interactions biotique-abiotique sont des inconnues majeures motivant une forte activité scientifique depuis quelques années. De plus, les micro-organismes sont très sensibles aux variations des conditions physico-chimiques ou des concentrations en nutriments qui se traduit par des changements très rapides de la diversité des communautés microbiennes ou de l’expression génétiques. Les travaux récents suggèrent que les communautés microbiennes sont distribuées de manière fortement hétérogène et ont une activité fortement intermittente dans les temps, avec l’existence de « hot spots » et « hot moments ». L’un des défis majeurs est ainsi de développer de nouveaux capteurs permettant d’explorer la distribution spatiale des communautés et de suivre leurs fluctuations temporelles à haute résolution en relation avec les dynamiques hydrologiques et géochimiques.
La sonde multiparamétrique développée dans le cadre de TERRA FORMA vise à mesurer à haute résolution spatiale et temporelle des donneurs et accepteurs d’électrons pour déterminer l’activité microbienne. Il s’agira d’associer de nouvelles sondes désormais disponibles dans le commerce (optodes pour la mesure de l’O2 ; capteurs Switchable Trace Oxygen (STOX) ; capteur CO2 basé sur la technologie NDIR (Non-Dispersive Infrared sensor) ; des électrodes non polarisables pour utiliser la méthode du potentiel spontané).
Une approche open source et open software sera privilégiée. De plus, ces capteurs low cost offrent la possibilité de mettre en œuvre des projets de science participative pour le monitoring des interactions biotiques/abiotiques dans l’environnement.
Thématique : Ressources en eau
- Bittig H. C. 2018. Oxygen optode sensors : principle, characterization, calibration, and application in the ocean. Frontiers in Marine Science, 4, 429. DOI HAL
- Larsen M. 2016. In situ quantification of ultra‐low O2 concentrations in oxygen minimum zones : Application of novel optodes. Limnology and Oceanography : Methods, 14(12), 784-800. DOI
- Atamanchuk D. et al. 2014. Performance of a lifetime‐based optode for measuring partial pressure of carbon dioxide in natural waters. Limnology and Oceanography : Methods. 12(2), 63-73. DOI
- Revsbech N. P. 2009. Determination of ultra‐low oxygen concentrations in oxygen minimum zones by the STOX sensor. Limnology and Oceanography : Methods, 7(5), 371-381. DOI
Mis à jour le 31 octobre 2023
