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Océanographie chimique et Géochimie des Eaux [Chemical Oceanography and Water Geochemistry] (LOCGE)
Faculté des Sciences - Sciences de la Terre et Environnement (unité ULB187)

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Nos activités de recherche se situent essentiellement dans le domaine de l'océanographie chimique et de la biogéochimie des milieux aquatiques. Les thèmes de nos recherches sont fortement liés à la problématique du changement global du climat et à celle des pollutions des milieux naturels. [Our research activities lie essentially in the field of chemical oceanography and biogeochemistry of aquatic systems. Our research themes are strongly linked with studies of global climate change and those of environmental pollution.]
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coordonnées

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responsable

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Prof. Lei CHOU

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composition

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Vincent CARBONNEL Caroline DE BODT Jérôme HARLAY Christian NSIALA KIMFUTA Laura REBREANU Nathalie ROEVROS Jean-Pierre VANDERBORGHT

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projets

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Calcification dans le système marin et acidification de l'océan [Marine calcification and ocean acidification]
L'objectif général est d'évaluer l'impact de l'acidification de l'océan sur la calcification dans le système marin. Nous visons en particulier à étudier les processus liés à la calcification, la production primaire et l'export du carbone durant les efflorescences de coccolithophores, un groupe important de phytoplancton calcifiant. [The overall objective is to evaluate the impact of ocean acidification on marine calcification. We aim in particular to study the processes related to calcification, primary production and carbon export during blooms of coccolithophores, an important group of calcifying phytoplankton.]
Comportement géochimique des contaminants métalliques dans le continuum de l'Escaut-Mer du Nord (projet PAI) [Geochemical behaviour of metallic contaminants in the Scheldt-North Sea continuum]
L'objectif général du projet, vise à développer, valider et appliquer des outils permettant de décrire et évaluer les changements passés (depuis 1970), présents et futurs (jusqu'en 2050) de la qualité des eaux continentales souterraines et de surface, et marines côtières liées aux activités humaines dans le bassin versant de l'Escaut. L'objectif spécifique concerne le transfert, la transformation et la rétention des métaux (Cd, Cu) dans les systèmes aquatiques avec mise en 'uvre d'expériences de laboratoire pour étudier notamment la cinétique et la réversibilité de l'adsorption des métaux sur la phase particulaire. [The overall aim of the project is to develop, validate and apply the tools that allow one to describe and evaluate the changes, from the past (since 1970) through present and in the future (until 2050), of the quality of groundwater and surface water and of the coastal zone related to human activities in the drainage basin of the Scheldt. The specific objective concerns the transfer, transformation and retention of heavy metals (Cd, Cu) in the aquatic systems. This can be achieved using laboratory experiments to study particularly the kinetics and the reversibility of the adsorption of the metals on the particulate phase.]
Rétention de la silice dans le continuum de l'Escaut rivière-estuaire-Mer du Nord et impact sur l'eutrophisation des eaux côtières [Silica retention in the Scheldt continuum river-estuary-North Sea and its impact on coastal eutrophication]
L'objectif général est d'élucider le cycle biogéochimique de Si dans le continuum de l'Escaut, ainsi que les perturbations d'origine anthropiques de ce cycle. Les objectifs spécifiques sont d'identifier les sources et les puits de Si dans le continuum aquatique et de quantifier les processus majeurs contrôlant le comportement biogéochimique de Si dans la colonne d'eau et dans les sédiments. Le but ultime est d'évaluer le budget de la silice et ses flux transportés par l'Escaut vers la baie sud de la Mer du Nord. [The overall objective is to elucidate the biogeochemical cycling of Si and its anthropogenic perturbations in the river-estuary-coastal zone continuum of the Scheldt. Specific objectives are to identify the sources and sinks of Si in the aquatic continuum and to quantify the major processes controlling the biogeochemical behaviour of Si in the water column and in the sediments. The ultimate aim is to assess the budget of Si and its fluxes carried by the Scheldt to the Southern Bight of the North Sea.]
Les flux biogéochimiques du carbone, de l'azote et du phosphore dans la Mer du Nord [Biogeochemical carbon, nitrogen and phosphorus fluxes in the North Sea]
L'objectif général de ce projet est d'étudier l'importance relative des processus du cycle interne du carbone et des nutriments dans la Baie Sud de la Mer du Nord. Un soin particulier est donné à l'étude du cycle biogéochimique du phosphore. [The general objective of this project is to study the relative importance of major processes involved in the internal cycling of carbon and nutrients in the Southern Bight of the North Sea. Special attention is given to the study of biogeochemical cycling of phosphorus.]
Biogéochimie du fer dans la glace de mer [Iron biogeochemistry in the sea ice environment]
L'objectif général est d'étudier la biogéochimie du fer dans la glace de mer. Les objectifs spécifiques sont : 1) de quantifier l'importance et les voies du dépôt et du stockage du Fe terrigène dans la glace de mer, 2) d'évaluer le niveau de bio-disponibilité du fer terrigène dans la glace de mer, et 3) de développer et d'appliquer de nouvelles techniques d'analyse par spectrométrie de masse par plasma à couplage inductif à multi-collecteurs (MC-ICP-MS) sur des cultures d'algues et des échantillons naturels afin de vérifier s'il est possible d'utiliser les isotopes stables pour identifier l'origine et tracer l'évolution du fer dans la chaîne trophique, après son incorporation initiale dans les micro-algues de la glace. [The overall objective is to study the iron biogeochemistry in the sea ice environment. Specific objectives are : 1) to quantify the importance and pathways of terrigenous iron deposition and storage in sea ice, 2) to evaluate the level of bioavailability of terrigenous iron in sea ice, and 3) to develop and apply novel multi-collector inductively coupled plasma mass spectrometry techniques (MC-ICP-MS) on algal cultures and natural samples to explore the feasibility of using stable isotopes of iron to trace its origin and evolution in the trophic chain after initial incorporation into ice micro-algae.]
Développement de la modélisation réaction-transport appliquée au continuum de l'Escaut [Development of reactive-transport modelling applied to the Scheldt continuum]
L'objectif est d'avancer dans notre compréhension du fonctionnement biogéochimique des écosystèmes. Un modèle bi-dimensionnel, non-stationnaire, multi-composés réalisant le couplage entre les mécanismes de transport et les processus réactionnels a été développé. Ce modèle permet d'estimer les flux à long terme pour une série de composés réactifs, dans le cas des estuaires macro tidaux. Il fournit une description de la circulation résiduelle et inclut les couplages les plus importants existant entre une série d'espèces chimiques interdépendantes. Dans le cas spécifique de l'estuaire de l'Escaut, le modèle permet de mieux comprendre le transfert et l'effet des apports continentaux d'azote sur l'eutrophisation cotière et sur les efflorescences d'algues. [The objective is to advance our understanding of the biogeochemical functioning of ecosystems. A 2-D, coupled, fully transient, multi-component reactive-transport model has been developed to estimate the long-term fluxes of reactive compounds in macro tidal estuaries. It provides a realistic description of the estuarine residual circulation and includes the essential feedback mechanisms between a number of interdependent chemical species. Using the typical case of the Scheldt estuary, the model has been used to address the problem of coastal eutrophication and algal blooms due to the riverine fluxes of nitrogen to the North Sea.]
Thermodynamique et cinétique des interactions minéraux-phase aqueuse [Thermodynamic and Kinetic of Water Rock Interactions]
Etude des mécanismes et de la cinétique d'altération et de dissolution des minéraux principaux tels que les silicates et les carbonates. Etude des processus d'altération des roches, fortement affectés par les activités anthropiques, qui entraînent en particulier l'acidification des milieux naturels. Etude du rôle de ces réactions dans le pouvoir tampon des sols et dans la mobilisation d'éléments toxiques tels que l'aluminium et les métaux lourds. [Study of the mechanisms and kinetics of weathering and dissolution of principal rock-forming minerals such as silicates and carbonates. Study of the weathering reactions of rocks, strongly influenced by the anthropogenic activities leading, in particular, to the acidification of natural environments. Study of the role of the above reactions in the buffering capacity of the soils and in the mobilisation of toxic elements such as aluminium and heavy metals.]

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publications

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theses

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HARLAY Jérôme (2009) Biogeochemical study of coccolithophore blooms in the context of climate change. ULB-DSTE, Promoter: L. Chou, 2009
CARBONNEL Vincent (2009) Silica dynamics and retention in the Scheldt tidal river and estuary (Belgium/The Netherlands). ULB-DSTE, Promoter: L. Chou, 2009
REBREANU Laura (2009) Study of the Si biogeochemical cycle in the sediments of the Scheldt continuum (Belgium/The Netherlands). ULB-DSTE, Promoter: L. Chou, 2009
RWABUHUNGU RWATANGABO Digne Edmond (2008) Biogéochimie du carbone dans le lac Kivu (Nord-Ouest, RWANDA). ULB-DSTE, Promoter: L. Chou, 2008
LANNUZEL Delphine (2006) Iron biogeochemistry in the Antarctic sea ice environment. Dir. Prof. L. Chou, Océanographie Chimique et Géochimie des Eaux, ULB-DSTE. Bruxelles., 2006
BOUEZMARNI Mohamed (2002) Distribution et comportement biogéochimique des métaux traces dans les sédiments estuariens de l'Escaut. Dir. Prof. R. Wollast et Prof. L. Chou, Océanographie Chimique et Géochimie des Eaux, ULB, Bruxelles, 2002
FALLY Sophie (2001) Composition chimique et propriétés des aérosols atmosphériques, des brouillards, des pluies et des rosées en milieu urbain, en particulier dans l'atmosphère bruxelloise. Dir. Prof. R. Wollast et Prof. L. Chou, Océanographie Chimique et Géochimie des Eaux, ULB, Bruxelles, 2001
HERZL V. (1999) Biogeochemical behaviour of iron and manganese in the Scheldt estuary (Belgium). Dir. Prof. R. Wollast, Océanographie Chimique, ULB. Bruxelles, 1999
PAUCOT H., Distribution et Comportement biogéochimique des métaux traces dans la matière particulaire des systèmes marins. Dir. Prof. R. Wollast, Océanographie Chimique, ULB. Bruxelles, 1997
REGNIER P., Long-term fluxes of reactive species in strong tidal estuaries: Model development and application to the Western Scheldt Estuary.Dir. Prof. R. Wollast, Océanographie Chimique, ULB. Bruxelles, 1997
NASSEH A., Flux et variabilité spatio-temporelle des transports dissous et particulaires dans le bassin de l'Orne. Dir. Prof. R. Wollast, Océanographie Chimique, ULB. Bruxelles et Prof. H. Tessier, Géologie Marine, Université de Caen, Caen (France), 1997
FRIEDLINGSTEIN P. (1995) Modélisation du cycle du carbone biosphérique et étude du couplage biosphère-atmosphère. Dir. Prof. G. Brasseur et R. Wollast, Océanographie Chimique, ULB. Bruxelles., 1995
WAELBROECK C., Modélisation des échanges de CO2 entre la biosphère et l'atmosphère dans la Toundra. Dir. Prof. G. Brasseur et R. Wollast, Océanographie Chimique, ULB. Bruxelles, 1995
GEHLEN M. (1994). Early diagenesis of silica in North Sea sediments. Dir. Prof. R. Wollast, Océanographie Chimique, ULB. Bruxelles., 1994
ZHANG H., Biogeochemical Behaviour of Cobalt and Nickel in the Marine System. Dir. Prof. R. Wollast, Océanographie Chimique, ULB. Bruxelles, 1994

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collaborations

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Prof. F.T. Mackenzie,, University of Hawaii,, Department of Oceanography,, Honolulu, Hawaii,, Etats-Unis (USA)
Prof. Ph. Van Cappellen,, Georgia Institute of Technology, Atlanta, Etats-Unis (USA)
Drs. Heip/ Herman/Soetaert,, Netherlands Institute of Ecology,, Center for Estuarine and Coastal Ecology,, Yerseke,, Pays-Bas
Dr. I. Joint,, Plymouth Marine Laboratory,, Plymouth,, Grande-Bretagne
Dr. P. Statham, Dr. D. J. Hydes,, National Oceanography Centre,, School of Ocean and Earth Sciences,, Southampton,, Grande-Bretagne
Prof. P. Liss,, University of East Anglia,, School of Environmental Sciences,, Norwich,, Grande-Bretagne
Dr. D. Cossa,, IFREMER,, Laboratoire Chimie des Contaminants,, Nantes,, France
Dr. A.V. Borges, Université de Liège, Unité d'Océanographie Chimique, Liège, Belgique
Prof. W. Baeyens, Dr. F. Dehairs, Dr. M. Elskens, Vrije Universiteit Brussel, Dienst Analytische Scheikunde, Brussels, Belgique
Mr. S. Groom,, Plymouth Marine Laboratory,, Remote Sensing Data Analysis Service,, Plymouth,, Grande-Bretagne
Dr. S. Schmidt,, Université de Bordeaux I,, Département de Géologie et d'Océanographie,, Talence,, France
Prof. Piere Regnier, Prof. Ph. Van Cappellen,, Utrecht University, Faculty of Earth Science, Utrecht, Pays-Bas
Prof. L. André,, Musée Royal de l'Afrique centrale,, Section de Minéralogie, Pétrographie et Géochimie,, Bruxelles,, Belgique
Dr. G. Billen/Dr. J. Garnier/Dr. M. Meybeck,, Université Pierre et Marie Curie,, Paris,, France
Prof. D.J. Conley,, University of Aarhus,, Department of Marine Ecology,, Aarhus,, Danemark
Prof. François R.,, University of British Columbia,, Earth & Ocean Sciences,, Vancouver,, Canada
Dr. O. Marchal,, Woods Hole Oceanographic Institution,, Woods Hole, Massachusetts,, Etats-Unis (USA)
Dr. J.-P. Gattuso,, Observatoire Océanologique de Villefranche-sur-mer,, Villefrache-sur-mer,, France
Dr. M. Gehlen, Laboratoire des Sciences du Climat et de l'Environnement,, Gif-sur-Yvette,, France
Prof. C. Heinze,, University of Bergen,, Geophysical Institute & Bjerknes Centre for Climate Research,, Bergen, Norvège
Dr. F.J. Huertas,, Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC),, Department of Earth Sciences and Environmental Chemistry,, Grenada,, Etats-Unis (USA)
Prof. C. Humborg,, Stockholm University,, Institute of Applied Environmental Research,, Stockholm,, Suède
Prof. K.-K. Liu,, National Central University,, Institute of Hydrological Sciences,, Jungli,, Taiwan (Formose)
Prof. V. Ittekot,, University of Bremen,, Center for Tropical Marine Ecology,, Bremen,, ALLEMAGNE (REP.FED.)
Dr. O. Ragueneau,, Université de Bretagne Occidental,, Plouzané,, France
Dr. C.L. Sabine,, University of Washington,, Joint Institute for the Study of the Atmosphere and Ocean,, Seattle, WA, Etats-Unis (USA)
Prof. Ulf Riebesell,, University of Kiel,, Leibniz Institute of Marine Sciences (IFM-GEOMAR),, Kiel,, ALLEMAGNE (REP.FED.)
Prof. Harry Elderfield, University of Cambridge, Department of Earth Sciences,, Cambridge, Grande-Bretagne
Dr. Anja Engel, Alfred Wegener Institute for Polar and Marine Research, 'Global change and the future marine Carbon cycle' Group, Bremerhaven, ALLEMAGNE (REP.FED.)
Prof. Jack Middelburg, Utrecht University, Faculté of Geosciences, Utrecht, Pays-Bas

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prix

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Coordination scientifique du projet OMEX (Ocean Margin EXchange). Ce projet financé par l'Union Européenne dans le cadre du programme MAST comprends 41 promoteurs principaux de 9 pays Européens
Expert étranger auprès du Ministère de l'Environnement du gouvernement français. Président du Comité de Réflexion, Programmation et Evaluation de la Mission Eaux Continentales et Marines du SERTIE (Service de la Recherche, des Etudes et du Traitement de l'Information sur l'Environnement).
Conseiller auprès du NERC (National Environmental Research Council) Grande-Bretagne.
Membre de l'équipe éditoriale de "Marine Chemistry", Elsevier Science.
Membre de l'équipe éditoriale de "Aquatic Geochemistry", Kluwer Academic Publishers.
Représentant National de la Belgique au groupe LOICZ (Land-Ocean Interactions in the Coastal Zone) de l'IGBP (International Geosphere-Biosphere Programme of the International Council of the Scientific Unions)
Expert auprès du PNOC (Programme National d'Océanographie Côtier), France
Membre du Comité National d'Océanologie de l'Académie Royale de Belgique
Membre du Comité National IGBP - "Global Change" de l'Académie Royale de Belgique
Membre du Comité National "SCOPE" (Scientific Committee on Problems of the Environment) de l'Académie Royale de Belgique
Membre du Conseil de l'Environnement de la Région de Bruxelles-Capitale
Conseiller auprès du NERC (National Environmental Research Council), Grande-Bretagne.
Organisateur en septembre 1995 de la EUROPEAN RESEARCH CONFERENCE on "Natural Waters and Water Technology" à Lenggries (Germany) sous les auspices de l'European Science Foundation.
Membre de l'"International Association of Water Pollution Research"

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savoir-faire/équipements

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Analyse des espèces carbonées/azotées : analyseur de carbone organique et inorganique dissous (Shimadzu); analyseur élémentaire C, N, S particulaires (Fisons)
 Analyse des sels nutritifs : chaînes d'analyse automatique (Technicon et Skalar); spectrophotomètre UV-Visible
 Atelier de mécanique et d'électronique
 Dosage des éléments majeurs et des métaux en traces dissous et particulaires: Spectrométrie d'absorption atomique électrothermique avec correction Zeeman (SpectrAA-300 Varian); Spectrométrie d'émission ICP (Liberty Series II Varian); ''Flow Injection Analysis'' du fer par chimiluminescence
 Etude de la matière en suspension et des sédiments : broyeur planétaire à boulets; tamiseur; système de digestion de la matière particulaire au four à micro-ondes; colonne de décantation
 Matériel de laboratoire général : gamme de balances pour pesées de 0.01 mg à 5 kg; centrifugeuses réfrigérée et nonréfrigérée; titrateurs (Metrohm); sonicateur; dispositif de traitement aux U.V.; étuves; four Vectra (jusqu'à 1000°C)
 Matériel de prélèvement : pièges à sédiment; pompes de filtration in-situ (stand-alone pumps); bouteille Niskin
 Matériel de terrain : véhicule de terrain, canot à moteur; groupe électrogène; compresseur (Kaeser); sondes (température, pH, conductivité, oxygène)
 Mesure de la salinité : Salinomètre Minisal 2100 (AGE)
 Mesure des surfaces spécifiques : analyseur de particules, taille des pores (Nova 1000)
 Salle blanche avec hotte à flux laminaire de classe 100
 Techniques des radiotraceurs pour les études biogéochimiques dans les milieux aquatiques : spectromètre gamma à semi-conducteur Ge-Li (Canberra), métaux en traces; compteur à scintillation liquide pour émetteurs béta (Canberra), 14C et 32P/33P; quantamètre; incubateurs (au labo et embarquables sur le navire océanographique)
 Matériel particulier: fluorimètre (Shimadzu); thermosalinographe; dispositif de traitement aux U.V.; incubateurs programmables

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mots clés compréhensibles déclarés

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acidification des océans changement global cinétique de dissolution cycles biogéochimiques solubilité

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disciplines et mots clés déclarés

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Chimie analytique Chimie de coordination Chimie des eaux Chimie des solides Ecologie Géochimie Glaciologie Océanographie biologique Océanographie physique et chimique
acidification des océans adsorption albite algue altération azote biogéochimie du fer biominéralisation cadmium calcification carbonates carbone changement climatique changement global cinétiques complexes activés cuivre cycle biogéochimique cycle du carbone océanique cycles biogéochimiques diagénèse diatomées dissolution estuaire de l'escaut eutrophisation flux géochimie glace de mer isotopes du fer mer du Nord metaux lourds modélisation transport-réaction nutriments phosphore plasma à couplage inductif à multi-collecteurs pollution précipitation silicates silice silice biogène solubilité

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codes technologiques DGTRE

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Carbochimie, pétrochimie, technologie des combustibles et explosifs Chimie de l'environnement Hydrobiologie, hydro-écologie, limnologie Hydrogéologie, ingénierie géographique et géologique Pétrologie, minéralogie, géochimie

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