Faculté des Sciences de Sfax
GEOGLOB
Géoressources, Matériaux,
Environnement
et Changements Globaux
Faculté des Sciences

Cycle de l’eau, Climats, environnements et changements globaux

Aperçu du Projet

Ce projet de recherche se concentre sur les dynamiques climatiques régionales et globales à travers l'étude du cycle de l'eau, des paléoclimats et des environnements sédimentaires continentaux et lagunaires en Méditerranée et en Afrique du Nord.

Actions Scientifiques du Projet

Action 1 Resp: Nejib Kallel (Professeur)

Apports d'eau douce en Méditerranée pendant le dernier sapropèle et leur impact sur l'acidification des eaux et sur l'écosystème des foraminifères planctoniques

La région méditerranéenne a connu plusieurs périodes humides dans le passé, notamment durant l’Holocène inférieur et moyen. Ces phases sont attestées par une diminution de la salinité de la Méditerranée ainsi que par des changements de la végétation observés en Afrique du Nord, au Moyen-Orient et en Europe du Sud. Durant les épisodes sapropéliques, l’augmentation des apports d’eau douce favorise la stratification des eaux et l’accumulation de matière organique au fond de la Méditerranée orientale. Sa dégradation entraîne une hausse du CO₂, une baisse du pH et une acidification des eaux profondes, ce qui réduit la calcification des organismes marins tels que les foraminifères. Cette action vise à analyser l’évolution de la masse des foraminifères planctoniques au cours des 20 000 dernières années à partir de carottes sédimentaires provenant des principaux bassins méditerranéens. L’objectif est de déterminer si l’acidification observée lors des épisodes sapropéliques était limitée au bassin oriental ou si elle concernait l’ensemble de la Méditerranée, tout en étudiant son lien avec l’installation de conditions anoxiques dans les profondeurs marines.

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Action 2 Resp: Soumeya Bousetta (M.A)

Les isotopes de l'oxygène et du carbone des calcrètes villafranchiennes : traceur de l'origine des précipitations et de la végétation

Les recherches ont montré que les calcrètes du Plio-Pléistocène (entre 3,5 et 1 million d’années), largement répandues en Afrique du Nord et au Moyen-Orient, témoignent de conditions climatiques beaucoup plus humides qu’aujourd’hui. Leur formation suggère un climat marqué par une forte saisonnalité, avec des hivers pluvieux favorisant la dissolution des carbonates et des étés longs et secs permettant leur précipitation. Cependant, l’origine des précipitations reste incertaine, qu’elle soit méditerranéenne ou nord-atlantique, tout comme la nature de la végétation de l’époque. Pour mieux reconstituer ces environnements anciens, l’étude utilise les isotopes de l’oxygène (δ¹⁸O) et du carbone (δ¹³C) présents dans les carbonates continentaux, tels que les calcrètes et les spéléothèmes. Le δ¹³C renseigne sur les conditions climatiques et le type de végétation (plantes C3 des milieux tempérés ou C4 des milieux plus arides), tandis que le δ¹⁸O permet d’identifier l’origine des précipitations et les facteurs climatiques qui les influencent, comme la source d’évaporation, la latitude, l’altitude, la continentalité et l’intensité des pluies.

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Action 3 Resp: Nejib Kallel (Professeur)

Réponse de la faune des lagunes du sud-est tunisien (El Bibane et El Grine) aux événements extrêmes au cours des derniers siècles

En Tunisie, les fluctuations du cycle de l’eau au cours des derniers siècles, sous l’influence des changements climatiques et des activités humaines, sont particulièrement marquées dans les régions arides du Sud. Les lagunes d’El Bibane et d’El Grine constituent des archives naturelles permettant de retracer les évènements hydrologiques extrêmes grâce aux dépôts sédimentaires qu’ils laissent. Des études antérieures ont identifié des crues majeures au cours des derniers millénaires, responsables de dépôts de sédiments fins d’origine continentale transportés par les oueds de l’époque. Toutefois, l’impact de ces épisodes sur les communautés benthiques demeure encore mal connu. Cette action vise à analyser les relations entre les apports sédimentaires et la répartition des mollusques et des foraminifères benthiques dans les lagunes d’El Bibane et d’El Grine. L’hypothèse est que les sédiments fins issus des crues favorisent des espèces lagunaires tolérantes, tandis que les périodes de calme hydrologique sont propices au développement de faunes marines plus stables. L’étude de la faune le long de carottes sédimentaires permettra ainsi de reconstituer l’évolution de l’écosystème lagunaire et sa réponse aux évènements hydrologiques extrêmes.

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Action 4 Resp: Chahira ZAIBI (M.A)

Les foraminifères benthiques : traceur des changements climatiques et de l'anthropisation des lagunes de Ghar El Melh, Khneiss et Jerba au cours du dernier millénaire

Les fluctuations climatiques majeures qui ont marqué l’Europe et l’Atlantique Nord depuis l’Âge Sombre Médiéval jusqu’au Petit Âge Glaciaire (≈ 500–1850 AD) ont eu des répercussions sensibles sur les régimes hydrologiques en Afrique du Nord. En Tunisie, ces variations du cycle de l’eau se sont traduites par des modifications importantes de la pluviométrie, de la dynamique fluviale, et donc des apports sédimentaires et trophiques dans les sytèmes côtiers. Les lagunes de Ghar El Melh, aujourd’hui isolée du Golfe de Tunis, et Khneiss constitue un environnement idéal pour explorer les réponses locales à ces changements hydroclimatiques. Les lagunes de Ghar El Melh alimentée historiquement par les eaux et les sédiments de l’oued Medjerda et celle de Khneiss ont enregistré les effets cumulés de la variabilité climatique, de la transformation deltaïque, et de l’anthropisation progressive de la région. Les premiers résultats de nos travaux pluridisciplinaires suggèrent que les fluctuations du cycle hydrologique ont fortement influencé la sédimentation et la dynamique des communautés benthiques, notamment celle des foraminifères, bioindicateurs sensibles aux stress environnementaux. Dans le cadre de nos recherches sur les dynamiques environnementales passées, nous avons initié une étude pluridisciplinaire au sein des lagunes de Ghar El Melh, située dans le nord de la Tunisie et Khneiss. Ce projet vise à reconstituer les changements climatiques et environnementaux survenus au cours des derniers siècles, période particulièrement critique pour cette région du littoral méditerranéen. Les premiers résultats mettent en évidence des modifications significatives de la composition de la faune de foraminifères benthiques, ainsi que des changements notables dans les processus sédimentaires. Ces perturbations sont intimement liées à une transformation majeure du système hydrosédimentaire du Golfe de Tunis, marquée notamment par le comblement de la Baie d’Utique et l’isolement progressif de la lagune de Ghar El Melh et par l’anthropisation récente de la lagune de Khneiss. L’Oued Medjerda, principal cours d’eau du nord de la Tunisie, a joué un rôle déterminant dans cette évolution, par ses apports sédimentaires massifs. Ceux-ci, riches en éléments nutritifs, ont favorisé la modification des conditions trophiques de la lagune et le développement d’assemblages benthiques spécifiques, notamment chez les foraminifères.

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Action 5 Resp: Nejib Kallel (Professeur)

Dispersion des foraminifères benthiques invasifs en Méditerranée : interactions entre migration lessepsienne et changement climatique

L’introduction de foraminifères benthiques non indigènes constitue un enjeu écologique majeur dans les écosystèmes côtiers soumis aux pressions anthropiques et aux changements climatiques. Transportées notamment par les eaux de ballast ou introduites par migration lessepsienne, des espèces tropicales telles qu’ Amphistegina lobifera, Pararotalia calcariformata et Nonionella stella ont progressivement colonisé la Méditerranée orientale, favorisées par l’augmentation des températures de surface. Dotées d’une forte plasticité écologique, ces espèces tolèrent des conditions environnementales contraignantes (températures élevées, hypoxie, pollution et turbidité), ce qui favorise leur expansion au détriment des espèces autochtones. Leur prolifération modifie la structure des communautés benthiques, les processus biogéochimiques (bioturbation, production carbonatée et séquestration du carbone) ainsi que les habitats sédimentaires, entraînant une réduction de la biodiversité fonctionnelle. En outre, la présence d’espèces exotiques, notamment Amphistegina lessoni et A. lobifera, dans les archives sédimentaires constitue un bioindicateur pertinent des épisodes de réchauffement des eaux de surface au cours du Quaternaire.

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Équipe Impliquée

Responsable(s)

Nejib Kallel (Professeur)

Enseignants-Chercheurs

  • Chokri Yaich Professeur
  • Fekri Kamoun Professeur
  • Chahira ZAIBI M.A
  • Soumaya Boussetta M.A
  • Mohamed KAMOUN M.A
  • Imène Rouis M.A
  • Latifa Essallemi M.A
  • Nedia Ghanem M.A
  • Fatma Abdelmoula M.A

Doctorants Mobilisés

  • Beya FKI
  • Farah Jarraya
  • Wiem Hamzaoui
  • Nihel Boudriga
  • Ameni Benkhmila
  • Kalboussi Maroua