Thèse Etude du Cycle d'Un Micronutriment Éssentiel le Fer par la Modélisation Couplée Physique Biogéochimie dans l'Océan H/F - Doctorat.Gouv.Fr

Établissement : Université de Toulouse
École doctorale : SDU2E - Sciences de l'Univers, de l'Environnement et de l'Espace
Laboratoire de recherche : LEGOS - Laboratoire d'Etudes en Géophysique et Océanographie Spatiale
Direction de la thèse : François LACAN ORCID 0000000167942279
Début de la thèse : 2026-10-01
Date limite de candidature : 2026-06-01T23:59:59

Le fer est un micronutriment essentiel qui limite la productivité primaire dans de vastes régions océaniques, jouant ainsi un rôle clé dans la pompe biologique de carbone et la régulation du climat. Malgré ce rôle important, de nombreuses questions restent posée sur son cycle. Quelles sont les sources dominantes du fer (sédiments, poussière, hydrothermalisme) ? Comment le cycle du fer est contrôlé au sein de la colonne d'eau océanique (consommation par le phytoplancton, reminéralisation, notamment) ?
Le développement des études des isotopes de cet élément a ouvert une nouvelle dimension sur ces questions. Le LEGOS a été le premier laboratoire au monde à publier ce type de données dans l'océan1 et possède une expertise internationalement reconnue sur cette thématique scientifique.
Aujourd'hui pour comprendre et interpréter le grand nombre de données disponibles (programme international GEOTRACES https://www.geotraces.org/), la modélisation numérique est l'outil incontournable. Le LEGOS possède aussi une très forte expertise sur ces outils.

Dans ce cadre, le LEGOS a créé une forte dynamique sur la modélisation des traceurs et isotopes, avec le recrutement d'un ingénieur de recherche spécialiste en 2025 et la création d'un axe scientifique transverse 'MOBIOTO - modélisation couplée biogéochimie traceurs et isotopes dans l'océan' 2. Nous souhaitons réaliser pour la première fois à l'échelle internationale une modélisation multi-traceurs, isotopes du fer (Fe), du radium (Ra), du protactinium (Pa), du thorium (Th), du néodyme (Nd) et du lithium (Li), à l'échelle globale et régionale en Atlantique Nord. Ce projet serait réalisé en collaboration avec les laboratoires LSCE-IPSL (Saclay) et LOPS (Brest).

Le sujet de thèse porte spécifiquement sur la modélisation des isotopes du fer (modèle NEMO/PISCES), à la fois à l'échelle globale et régionale. Un travail de comparaison modèle données sera réalisé, notamment en lien avec la campagne en mer GEOVIDE, dans laquelle le LEGOS est très impliqué. L'impact des variations de la circulation thermohaline au cours des 2 dernières décennies sera aussi étudié, grâce à la série temporelle OVIDE en Atlantique nord. Dans un cadre collaboratif, la doctorante ou le doctorant contribuera aux travaux de modélisation des autres traceurs (Ra, Pa, Th, Nd et Li).

La doctorante ou le doctorant bénéficiera d'un encadrant de grande qualité en modélisation (pole numérique du LEGOS) mais aussi d'une expertise reconnue sur les cycles naturels au sein de l'équipe d'accueil, 'TIM - Toulouse Isotopie Marine' (https://www.legos.omp.eu/research-team/tim/) 3.
Il participera à des conférences internationales et rédigera des publications scientifiques.

1.Lacan, F., A. Radic, C. Jeandel, F. Poitrasson, G. Sarthou, C. Pradoux, and R. Freydier. 2008. Measurement of the isotopic composition of dissolved iron in the open ocean, Geophys. Res. Lett., 35, L24610, doi:10.1029/2008GL035841.
2.Ayache et al., 2021 : Evaluate the impact of Mediterranean overflow on the large-scale circulation using IPSL-CM5 https://doi.org/10.1016/j.palaeo.2021.110359
3.Camin, M. Labatut, C. Pradoux, J.W. Murray, F. Lacan, Iron isotope insights into equatorial Pacific biogeochemistry, Ocean Science 22 (2026) 791-820. https://doi.org/10.5194/os-22-791-2026

Le fer est un micronutriment essentiel qui limite la productivité primaire dans de vastes régions océaniques, jouant ainsi un rôle clé dans la pompe biologique de carbone et la régulation du climat. Malgré ce rôle important, de nombreuses questions restent posée sur son cycle. Quelles sont les sources dominantes du fer (sédiments, poussière, hydrothermalisme) ? Comment le cycle du fer est contrôlé au sein de la colonne d'eau océanique (consommation par le phytoplancton, reminéralisation, notamment) ?
Le développement des études des isotopes de cet élément a ouvert une nouvelle dimension sur ces questions. Le LEGOS a été le premier laboratoire au monde à publier ce type de données dans l'océan et possède une expertise internationalement reconnue sur cette thématique scientifique.
Aujourd'hui pour comprendre et interpréter le grand nombre de données disponibles (programme international GEOTRACES https://www.geotraces.org/), la modélisation numérique est l'outil incontournable. Le LEGOS possède aussi une très forte expertise sur ces outils.

Master en océanographie.
Formation initiale en physique ou mathématique.
Attrait pour les cycles biogéochimiques et la modélisation numérique