Modelisation et simulation de la dynamique de la matiere organique dissoute en milieu fluvia

Le reservoir de matiere organique dissoute (MOD) dans les ecosystemes aquatiques constitue l'une des plus grandes sources de carbone sur Terre et joue un role important dans le cycle biogeochimique du carbone. De plus, la MOD influence considerablement l'ecologie des systemes aquatiques en etant la source principale d'energie des bacteries heterotrophes situees a la base de la chaine alimentaire. Le cycle biogeochimique de la MOD dans les grands fleuves est cependant mal connu en raison notamment du caractere dynamique et heterogene qui caracterise l'hydrologie et la morphologie de tels systemes. La connectivite spatiale, l'heterogeneite environnementale et le regime hydrodynamique combines a un ensemble complexe de processus de production et de transformation du carbone sont les principaux facteurs influencant la dynamique de la MOD.;Cette these doctorale, par le biais de la modelisation, propose d'etudier la dynamique de production et de transformation de la MOD dans le fleuve Saint-Laurent (FSL). Les objectifs principaux de cette these sont : (I) d'identifier les roles de l'heterogeneite environnementale et de la connectivite spatiale dans la dynamique de la MOD d'un systeme fluvial heterogene presentant d'importantes discontinuites spatiales, environnementales et hydrodynamiques; (II) d'evaluer l'impact du regime hydrodynamique dans le transport de la MOD au sein du lac Saint-Pierre (lac fluvial du FSL) et (III) de modeliser l'influence de ces discontinuites dans le cycle biogeochimique de la MOD par le developpement d'un modele mecanistique.;Les resultats indiquent que la matiere organique dissoute dans les grands fleuves presente un patron spatial fortement influence par le regime hydrodynamique et le reseau de tributaire a l'origine de la formation de masses d'eau leur conferant des proprietes physiques, chimiques et biologiques distinctes. En accord avec les hypotheses, la connectivite hydrologique observee dans le FSL influence davantage la distribution spatiale de la MOD humique d'origine terrestre que celle de la MOD produite in situ. Cela peut etre explique par le fait que la MOD terrestre est essentiellement introduite dans le FSL par le biais des tributaires qui sont par definition structures geographiquement. La nature refractaire de la MOD humique favorise donc son accumulation entre les differentes sections du FSL puisqu'elle est moins utilisee qu'elle n'est produite. D'autre part, la MOD proteinique produite in situ, et de nature plus labile, est plus efficacement utilisee par les microorganismes heterotrophes. Cette MOD est cependant plus rapidement utilisee qu'elle n'est produite et sa distribution le long du FSL ne presente donc pas de patron d'accumulation particulier.;Pour la premiere fois, nous presentons un modele mecanistique portant sur la cinetique du cycle biogeochimique du carbone organique dissous (COD, principal constituant de la MOD) dans un lac fluvial. Ce modele mecanistique est ensuite couple a un modele hydrodynamique de haute resolution spatiale. Les principaux resultats demontrent que le patron spatial des acides humiques est fortement controle par les processus hydrologiques alors que le COD de type proteinique est plus etroitement lie a des processus biologiques tels que la production primaire et la consommation bacterienne.