Méthane microbien et hydrothermalisme océanique: bio-signatures isotopiques aux limites thermiques du vivant
| ABG-132649 | Sujet de Thèse | |
| 25/06/2025 | Contrat doctoral |
- Terre, univers, espace
- Biologie
Description du sujet
Le méthane (CH4), la plus simple des molécules organiques, joue un rôle central dans le cycle du carbone des systèmes hydrothermaux sous-marins. Des substrats basaltiques froids aux cheminées hydrothermales, les Archées méthanogènes, micro-organismes producteurs de méthane, sont présentes dans ces environnements. Cependant, il est difficile de distinguer la méthanogenèse microbienne de la synthèse abiotique, toutes deux alimentées par l'hydrogène (H2) issu de la serpentinisation, dans le bilan du CH4. Ce projet vise à explorer les facteurs biologiques et physico-chimiques qui influencent les signatures isotopiques du méthane en conditions hydrothermales, en utilisant (1) des incubations de souches méthanogènes sous haute pression et température, et (2) l’étude des communautés microbiennes in situ, dans des fluides hydrothermaux profonds et chauds. Ce projet interdisciplinaire associe géochimie, microbiologie et thermodynamique, en s’appuyant sur la culture hyperbare, des analyses isotopiques innovantes et des prélèvements marins profonds. Il permettra de générer des biosignatures inédites du méthane aux limites thermiques de la vie et de mieux contraindre les processus abiotiques et biotiques impactant le cycle du carbone à l'interface lithosphère-océan.
Dans les systèmes hydrothermaux marins, le CH₄ est une molécule essentielle pour comprendre les échanges de carbone à l'interface entre la lithosphère et l'hydrosphère — entre la Terre solide (croûte et manteau) et les océans. Depuis la découverte des sources hydrothermales, élucider les voies de synthèse biotiques et abiotiques du CH₄ reste un défi majeur. L'un des enjeux clés est donc de mieux contraindre la contribution de la méthanogenèse microbienne dans les fluides hydrothermaux des grand-fonds en utilisant les systématiques des isotopes stables du carbone et de l'hydrogène. Cela nécessite également une compréhension approfondie des stratégies physiologiques et métaboliques des méthanogènes en milieu hydrothermal, de leurs limites et de leurs interactions avec les autres communautés microbiennes.
Prise de fonction :
Nature du financement
Précisions sur le financement
Présentation établissement et labo d'accueil
Ifremer
L’institut français de recherche pour l’exploitation de la mer, l’Ifremer, contribue par ses travaux et expertises, à la connaissance des océans et de leurs ressources, à la surveillance du milieu marin et littoral et au développement durable des activités maritimes. L’Ifremer est source de connaissances, d’innovation, de données de surveillance et d’expertise pour le monde de la mer, à la fois en matière de politique publique et d’activité socio-économique. Il est la seule structure de ce type en Europe.
Fondé en 1984, l'Ifremer est un établissement public à caractère industriel et commercial (EPIC). Il est placé sous la tutelle conjointe des ministères de l'Enseignement supérieur, de la Recherche et de l’Innovation (MESRI), de la Transition écologique et solidaire (MTES), de l’Agriculture et de l’Alimentation (MAA).
GEO-OCEAN et BEEP
L'étudiant(e) sera co-encadré(e) par les unités de recherche GEO-OCEAN et BEEP à Ifremer, avec un accès complet aux instruments analytiques, un soutien financier et la formation nécessaire pour mener à bien le projet. Il/elle bénéficiera de l'accompagnement de chercheurs et de personnel technique expérimentés en incubation anaérobie haute pression et en culture de méthanogènes (BEEP/LM2E), ainsi qu’en analyse des gaz et des isotopes (GEO-OCEAN/équipe CYBER, BEEP/LM2E, infrastructures PSO : https://www.pso-brest.org). De plus, le(la) doctorant(e) aura accès aux données et échantillons collectés lors de campagnes océanographiques précédentes (Hermine 2, BICOSE 3) et aura l'opportunité de participer à une mission prévue au cours du projet (Hermine 3).
- Monsieur TOFFIN Laurent Directeur de thèse
- Monsieur GIUNTA Thomas Co-directeur
- Monsieur ROUSSEL Erwan Co-directeur
Site web :
Etablissement délivrant le doctorat
Ecole doctorale
Profil du candidat
L’étudiant(e) devra être titulaire d’un master (ou équivalent) en chimie marine / microbiologie / géochimie et posséder des connaissances en culture de micro-organismes et/ou en processus géochimiques (qui inclurait une connaissance des systématiques isotopiques stables). L’étudiant(e) devra montrer une forte motivation au travail collaboratif et interdisciplinaire afin d’acquérir les compétences lui permettant de produire une recherche combinant chimie, géochimie et microbiologie.
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