Tesis sobre el tema "Méditerranée (mer ; ouest) – Courants marins"

Les courants de turbidité dans les canyons sous-marins contribuent largement au transfert sédimentaire à travers des marges continentales. L’étude géologique des canyons sous-marins et des systèmes turbiditiques associés a permis des avancées fondamentales dans la compréhension de l’évolution des courants de turbidité.Ces études sont cependant limitées à des interprétations a posteriori, basées sur la répartition des dépôts et des évidences morphologiques. Cette thèse vise à l’application de la modélisation numérique des courants de turbidité, sur la base des processus physiques, à deux canyons sous-marins de la côte Méditerranée Occidentale.Des courants de turbidité liés au chalutage de fond sont modélisés dans le canyon de La Fonera. Les résultats du modèle permettent de spatialiser ce transport; ainsi le modèle peut être un point de départ pour l’identification de zones de pêche au chalut avec un moindre impact. L’absence d’un plateau continental au niveau de Nice a permis une alimentation continue du système turbiditique du Var indépendamment des variations du niveau marin. Ainsi ce système s’avère un laboratoire naturel pour l’étude du contrôle climatique sur l’activité turbiditique. L’influence des forces de Coriolis dans l’évolution spatiale des courants de turbidité et dans la construction de la Ride sédimentaire du Var est modélisée et mise en évidence pour la première fois.La modélisation numérique des courants de turbidité ne peut pas fournir à présent des résultats de qualité prédictive du fait de la quantité limitée d’information disponible pour établir les conditions initiales de l’écoulement qui impactent largement son évolution et dépôts. Malgré ce fait, la modélisation numérique permet d’élargir les interprétations du fonctionnement sédimentaire des canyons étudiés, d’identifier les chemins empruntés par les écoulements et leur dépôt final et de mieux préparer des cibles (mouillages et carottage) lors des campagnes à la mer
Turbidity currents in submarine canyons are the main contribution for sediment transfer across the continental margins. Geological studies of submarine canyons and associated turbiditic systems for more than 30 years led to an extraordinary breakthrough in the understanding of how turbidite systems evolve. However, these studies remain limited to a posteriori interpretations, based on the distribution of deposits and morphological evidences. The overarching aim of this thesis is to apply a 2DH process-based model to simulate large-scale turbidity currents on two different submarine canyons in the western Mediterranean coast.The work in La Fonera canyon, in the Catalan margin, focuses on the modelling of sediment transport and accumulation resulting from trawling activities on the canyon flanks. The numerical process-based provides a 3D visualization of potential trawling impacts on sediment dynamics. The study represents a starting point for the assessment of the sedimentary impact of bottom trawling in deep continental margins. The present work can help in the identification of trawling areas with lesser impacts. The Var Sedimentary System, located in the vicinity of Nice (France), is connected to the Var River during both low and high-stands and it can be considered as a natural laboratory for the study of the climatic control on the turbiditic activity. The influence of Coriolis forces on the spatial evolution of the hyperpycnal flows and hence in the construction of the Var Sedimentary Ridge (VSR) is evidenced and supported for the first time.The major drawback is the limited amount of information for the necessary initial and boundary conditions; hence modelling results might not be of predictive quality. However, modelling results provide a full-scale vision of the system allowing the identification of sediment pathways and deposition areas on the basis of physical processes and enlarge the present knowledge of the canyons studied. The results obtained may help in the identification of strategic mooring and coring sites to further advance the state of our knowledge on sediment dynamics of the different cases studies

Ce travail a pour objectif d'estimer l'importance des processus susceptibles de modifier les concentrations et les compositions isotopiques du neodyme particulaire en milieu oceanique, ainsi que l'influence de ces modifications sur la distribution du neodyme dissous. En mediterranee, les compositions isotopiques des apports sahariens sont moins radiogeniques (-13) que ceux provenant du rhone (-10. 1). Ces differences nous permettent d'identifier que les particules piegees pres de la marge proviennent du rhone et de suivre au large la propagation d'un evenement atmospherique saharien dans la colonne d'eau. L'evolution verticale des donnees de nd particulaire peut etre explique par i) une variation de la contribution du materiel biogenique et ii) un mecanisme d'echange dissous/particulaire. Ce dernier processus est bien mis en evidence par le calcul du budget du neodyme en med. Occidentale. Il permet d'expliquer les variations mesurees des compositions isotopiques de l'eau de mer entre le bassin oriental (-7. 7) et le bassin occidental (-9. 6). Pres des cotes americaines, les donnees de nd refletent essentiellement les effets de la contribution biologique et du transport lateral advectif. Ce transport, induit par la formation des anneaux du gulf stream, est plus prononce pour le materiel fin. Les modifications du signal du nd particulaire observees dans la colonne d'eau en font un outil interessant pour tracer les echanges entre l'eau et les differents reservoirs particulaires. De plus, notre travail confirme le role de cet element comme traceur des sources de materiel a l'ocean

La Méditerranée Occidentale est l’un des bassins avec le plus de pollution plastique au monde, et son réchauffement de surface est quatre fois plus intense que celui des océans. Elle est dite "bassin laboratoire" pour l’étude de l’océan global : elle développe sa propre circulation de retournement. Sa courantologie est composée de 4 couches et d’environ 6 masses d’eau. La rencontre de deux masses d’eau de différentes températures et salinités en surface crée un front thermohalin. Cette thèse présente des avancées récentes sur la caractérisation des zones de fronts et sur la dynamique des masses d’eau en Méditerranée Occidentale. La détection de fronts de surface dans une simulation, et sur des observations satellites, a produit des cartes de statistiques de présence des fronts. Deux zones majeures de fronts, de température et de salinité, apparaissent dans le centre du bassin et se révèlent très différentes.La première est thermique, estivale et sur une profondeur de 50m. Elle part des Pyrénées mais s’estompe vers le nord-ouest de la Corse. La deuxième est haline, quasi-permanente et sur 200m de profondeur. Elle relie nettement les îles Baléares au sud-ouest de la Sardaigne. Précédemment confondues au sein d’un seul « front Nord-Baléares », leurs différentes origines et localisations impliquent que deux nouvelles appellations soient proposées. La zone de fronts halins marque la frontière entre eaux atlantiques jeunes du sud (AW) et vieilles du nord (mAW). Elle se fait déplacer vers le sud lors de la formation d’eau profonde (DWF) interannuelle du bassin provençal, et remonte ensuite vers le nord sous l’influence des tourbillons algériens (AEs). Le développement d’un algorithme de séparation des 6 différentes masses d’eau a permis de décrire la circulation particulière de chacune d’entre elles dans la simulation. Les circulations moyennes coïncident avec la littérature connue. Puis, outre un évènement irréaliste de circulation profonde, deux résultats importants sont déduits. D’une part, la simulation montre que la DWF du bassin provençal semble disloquer le gyre profond Est-Algérien, modifiant à son tour la trajectoire des AEs en surface. D’autre part, la DWF de 2005 a induit en 2009 un transit d’eau profonde vers la mer Tyrrhénienne.Néanmoins, ce transit a provoqué en surface un courant de retour de mAWs par le canal de Sardaigne vers le bassin algérien, au lieu d’un apport habituel par le canal Corse, et entraînant exceptionnellement de l’AW jusqu’en mer Ligure
The Western Mediterranean is one of the basins with the most plastic pollution in the world, and its surface warming is four times more intense than that of the oceans. It is a so-called "laboratory basin" for the study of the global ocean : it develops its own overturning circulation. Its currentology is composed of 4 layers and about 6 water masses. The meeting of two water masses of different surface temperatures and salinities creates a thermohaline front. This thesis presents recent advances in the characterisation of front zones and water mass dynamics in the Western Mediterranean. The detection of surface fronts in a simulation, and on satellite observations, has produced maps of front presence statistics. Two major zones of fronts, of temperature and salinity, appear in the centre of the basin and are very different. The first is thermal, summer and 50m deep. It starts in the Pyrenees but fades towards the north-west of Corsica. The second is haline, quasi-permanent and over 200m depth. It clearly connects the Balearic Islands to southwestern Sardinia. Previously confused within a single "North Balearic front", their different origins and locations imply that two new designations are proposed. The haline front zone marks the boundary between young southern Atlantic waters (AW) and old northern waters (mAW). It is displaced southwards during the interannual deep water formation (DWF) of the Provençal basin, and then moves northwards under the influence of Algerian eddies (AEs). The development of an algorithmfor separating the 6 different water masses allowed the description of the particular circulation of each of them in the simulation. The average circulations coincide with the known literature. Then, besides an unrealistic deep circulation event, two important results are deduced. On the one hand, the simulation shows that the DWF of the Provençal Basin seems to dislocate the deep East Algerian gyre, modifying in turn the trajectory of the surface AEs. On the other hand, the 2005 DWF induced a deep water transit towards the Tyrrhenian Sea in 2009. However, this transit induced a surface return flow of mAWs through the Sardinia Channel towards the Algerian Basin, instead of the usual inflow through the Corsica Channel, and exceptionally causing AWto reach the Ligurian Sea

Le radar HF est actuellement le seul instrument courantométrique permettant d'obtenir une description synoptique à haute résolution spatiale et temporelle de la circulation côtière de surface. Un système radar déployé depuis 2010 en Méditerranée sur les côtes varoises offre pour la première fois une description exhaustive de la circulation, encore peu documentée dans cette zone.La cartographie des courants se fait classiquement en combinant les mesures d'au moins deux radars. Cependant des résultats significatifs ont été obtenus avec un seul radar concernant : l'identification de tourbillons méso-échelle ; la signature de phénomènes périodiques affectant la circulation superficielle dans les bandes diurne, inertielle et semi-diurne ; et les caractéristiques et les instabilités du Courant Nord Méditerranéen (CN).L'assimilation des mesures radar au moyen d'un lisseur de Kalman d'ensemble dans un modèle régional de la Méditerranée Nord Occidentale a été réalisée pour la première fois dans la zone d’étude. Cette méthode, qui contraint les courants de surface en optimisant le vent et les forçages aux frontières ouvertes, améliore la description de la veine du CN en vitesse et position
The HF radar is the sole instrument being able to monitor the surface coastal current at very high spatial and temporal resolution. A radar system deployed since 2010 on the Var coast (Western Mediterranean Sea) provides for the first time a comprehensive picture of the circulation, which remains poorly documented in this area.Surface current mapping is conventionally performed by combining measurements of at least two radars. However, significant results were obtained with a single radar concerning: the identification of mesoscale vortices; the signature of periodic phenomena affecting the surface circulation in the diurnal, inertial and semi-diurnal bands; and the features and instabilities of the North Mediterranean Current (NC).The assimilation of radar measurements using an ensemble Kalman smoother in a regional model of the North-Western Mediterranean Sea was performed for the first time in the study area. This method, which constraints the surface currents by wind and open boundary conditions optimisation, improves the simulation of the NC vein in terms of speed and position

L'altimétrie spatiale, puissant outil pour étudier la dynamique océanique du large, a permis des avancées spectaculaires dans nos connaissances de l'océan. L'enjeu est maintenant de l'intégrer aux moyens d'observation de l'océan côtier et de démontrer les applications possibles. Pour cela, la Méditerranée Nord-Occidentale a été choisie pour la vaste gamme de processus méso-échelle qui s'y déroulent ainsi que pour les nombreux instruments déployés dans cette région. Le développement de nouvelles technologies (bande Ka, SAR, Synthetic Aperture Radar) et les progrès dans le traitement des données altimétriques sont un gage de précision accrue et permettent d'augmenter la résolution et la couverture spatiales. Dans ce contexte et en utilisant de nombreuses données in situ (radars HF, gliders, ADCP de coque), des intercomparaisons ont été réalisées pour étudier l'observabilité par chaque type d'instrument du Courant Nord et de sa variabilité. Celles-ci ont permis d'analyser la contribution d'un système multi-plateformes dans la surveillance des processus côtiers et ont mis en évidence la complémentarité des instruments dans l'observation des structures. Pour aller plus loin dans l'analyse des différences entre type de données ainsi que des composantes du courant qui peuvent être observées, un modèle numérique régionale haute résolution est utilisé : le modèle Symphonie. Après validation, il a ensuite servi à mener une étude théorique pour quantifier la signature en hauteur de mer de la convection et du Courant Nord et tester si et à quel point ces processus sont observables par altimétrie spatiale. L'origine des différences entre instruments est également analysée : impact des résolutions spatiale et temporelle, orientation des transects de mesure, emplacement, contenu physique. Au delà de faire le lien entre les données et de fournir une interprétation des résultats obtenus, le modèle Symphonie a également permis une étude de la circulation et de sa variabilité saisonnière et interannuelle à l'échelle régionale. Différents facteurs sont proposés et explorés pour mieux comprendre l'origine des variations observées. Dans le contexte du lancement prochain de la mission SWOT en 2021, cette thèse offre des perspectives sur l'utilisation de systèmes d'observation régionaux multi-plateformes, sur l'exploitation des données altimétriques dans le domaine côtier et sur des stratégies de validation à l'échelle régionale des observations spatiales
Satellite altimetry, which is a powerful tool for studying ocean dynamics offshore, has led to dramatic advances in our knowledge of the ocean. The challenge is now to combine this tool to coastal observing techniques and to investigate the potential applications. In this framework, the North-Western Mediterranean Sea has been chosen for its wide range of mesoscale dynamics and for the avaliablity of numerous instruments deployed in this region. Technological innovations (Ka band, Synthetic Aperture Radar) and advances in data processing have enhanced accuracy and improved spatial resolution and coverage. Using several in situ datasets (HF radars, gliders, hull-mounted ADCP), cross- comparisons were carried out to study the observability of the Northern Current and its variability from each type of instrument. These allowed analysing the contribution of a multi-platform observing system in monitoring coastal processes. They also highlighted the complementarity of each instrument. To optimize the use of altimetry in coastal studies, a HF regional model (Symphonie) is used to quantify what component of the current can or can't be observed and to analyze the origin of the differences that were observed between each type of in situ current observations and altimetry data. After model validation, it was used to quantify the sea surface height signature of the Northern Current and of the convection and to evaluate to what extent these processes are captured by satellite altimetry. The impacts of the spatial and temporal resolutions, transects orientation, the location and the physical content were also investigated. Besides linking the different types of data and helping us to interpret the results obtained, the Symphonie model enabled to study the circulation and its seasonal and interannual variability at the regional scale. Some hypothesis about the origin of the observed spatio- temporal variations were investigated. With the forthcoming launch of the SWOT mission in 2021, this manuscript suggests perspectives about the use of integrated observing systems, altimetry data exploitation in coastal areas and validation strategies at the regional scale

Le radar HF est actuellement le seul instrument courantométrique permettant d'obtenir une description synoptique à haute résolution spatiale et temporelle de la circulation côtière de surface. Un système radar déployé depuis 2010 en Méditerranée sur les côtes varoises offre pour la première fois une description exhaustive de la circulation, encore peu documentée dans cette zone.La cartographie des courants se fait classiquement en combinant les mesures d'au moins deux radars. Cependant des résultats significatifs ont été obtenus avec un seul radar concernant : l'identification de tourbillons méso-échelle ; la signature de phénomènes périodiques affectant la circulation superficielle dans les bandes diurne, inertielle et semi-diurne ; et les caractéristiques et les instabilités du Courant Nord Méditerranéen (CN).L'assimilation des mesures radar au moyen d'un lisseur de Kalman d'ensemble dans un modèle régional de la Méditerranée Nord Occidentale a été réalisée pour la première fois dans la zone d'étude. Cette méthode, qui contraint les courants de surface en optimisant le vent et les forçages aux frontières ouvertes, améliore la description de la veine du CN en vitesse et position

Une etude integree sur le transport, depot et stockage des sediments a ete menee sur la marge continentale du golfe du lion (mediterranee nw). Deux sites, au sw, ont ete selectionnes: le domaine epicontinental et la pente continentale (le canyon lacaze-duthiers). Des prelevements de sediment par carottier-boite ont ete realises et les taux de sedimentation mesures par methodes radiochimiques. Les processus actuels qui controlent l'apport en particules sont apprehendes par des lignes de mouillage comportant des pieges a particules sequentiels et des courantometres ainsi que par nephelometrie. Cette marge se caracterise par la grande variabilite des flux lithogenes et l'importance des flux advectifs. L'evolution temporelle des flux s'effectue suivant un systeme a double frequence: une evolution a base frequence, controlee par les variations saisonnieres du debit du courant liguro-provencal et l'augmentation hivernale des debits des rivieres; l'evolution a haute frequence, impulsionnelle, reliee en ete a l'influence des ondes internes en automne et aux evenements de tempete en hiver et aux blooms de printemps. La comparaison entre flux mesures dans les pieges et taux de sedimentation estimes sur les differents sites revele que l'aire prodeltaique est a la fois une zone de stockage de materiel silteux et une source de materiel fin erode en hiver. Le canyon se comporte en partie comme un site preferentiel de depot des particules qui franchissent la bordure de plateforme et comme un conduit pour l'alimentation du bassin

L'etude de nombreuses carottes reparties sur l'ensemble de la mediterranee orientale a permis l'etablissement d'une stratigraphie fine des depots pelagiques depuis environ 500 000 ans. La succession sequentielle des facies, reflets des conditions d'oxydo-reduction a l'interface eau-sediment, est interpretee comme la consequence d'une variation de la vitesse de renouvellement des oxydants; elle correspond donc a une evolution des caracteristiques hydrologiques du bassin. La variabilite du taux de carbone organique des sapropeles nous amene a: 1) privilegier la these d'une stratification des eaux pendant les periodes sapropeliques, 2) minimiser le role d'une eventuelle augmentation de la productivite primaire, 3) redefinir le terme de sapropele. La reconstitution de l'histoire de la mediterranee orientale depuis 450 000 ans environ permet de mettre en evidence les facteurs qui ont gouverne son evolution paleohydrologique et de comprendre la complexite de la succession sequentielle. La demonstration du developpement des environnements sapropeliques sur l'ensemble de la mediterranee amene a poser le probleme des echanges entre les differents bassins et avec l'atlantique

Ce travail presente la mise au point d'une technique nouvelle de chromatographie liquide pour l'analyse quantitative et qualitative des sucres dans le milieu marin: separation par chromatographie d'echanges anioniques/detection par triple amperometrie pulsee. L'utilisation de cette technique chromatographique a permis, sans etape de preconcentration, la detection dans les echantillons naturels des sucres reducteurs et non-reducteurs, sucres alcools et disaccharides inclus, a faible concentration. Cette technique est appliquee a divers echantillons de materiel particulaire et de sediments superficiels recoltes a differentes epoques de l'annee sur la marge continentale du bassin mediterraneen nord-occidental (golfe du lion). L'origine (phytoplanctonique, zooplanctonique, bacterienne, terrestre) et le devenir de la matiere organique sont discutes et l'utilite des sucres en tant que traceurs biochimiques est examinee

La famille des LAS (Alkylbenzène Sulfonate Linéaires) représente le groupe des tensioactifs synthétiques le plus utilisé à l’heure actuelle pour la fabrication des détergents utilisés dans les produits ménagers. Produits à plus d’un million de tonnes dans le monde, leur utilisation spécifique fait qu’ils sont rejetés avec les eaux usées dans les écosystèmes aquatiques depuis plus de 40 ans. Le devenir des LAS en milieu marin est très peu connu et le risque pour les organismes est considéré comme faible. Avant de pouvoir dresser une carte de la contamination des LAS en utilisant les méthodes de biosurveillance actuelles, il est important de savoir comment les organismes sentinelles accumulent cette famille de molécules. Cette thèse a pour objectif de caractériser en conditions contrôlées les capacités de bioaccumulation et d’élimination des LAS chez différents organismes représentatifs de la zone côtière de Méditerranée Nord Occidental. Les organismes choisis appartiennent à différents niveaux trophiques : 5 espèces de microalgue, la moule de Méditerranée Mytilus galloprovincialis et la daurade royale Sparus aurata. Les résultats montrent une accumulation des LAS par tous les organismes exposés à des concentrations naturellement mesurées dans l’environnement (< 10 µg l-1). Cette accumulation varie en fonction des conditions biotiques (poids ou état physiologique des organismes) et abiotiques (température, saison ou concentration d’exposition). Les LAS sont accumulés dans les organes de manière hétérogène. La masse viscérale et la vésicule biliaire sont les organes qui concentrent le plus les LAS. Quelque soit la voie de contamination, les LAS sont peu retenus et rapidement éliminés lorsque les organismes sont placés dans des conditions normales
LAS (Linear alkylbenzene Sulfonate) represent the group of synthetic surfactants that is most wide spread in detergent formulation and is used in most household (cleaning?) products. With more than one million tonnes produced annually, surfactants are largely disposed of in waste water and have been discharged into the aquatic environment with effluent for over 40 years. The fate of LAS in the marine environment is not well understood and the risk for organisms is thought to be negligible. Before drawing a contamination map of Mediterranean coasts by using existing biomonitoring programs, it is necessary to understand how marine species deal with LAS. This focus of this thesis is on characterising LAS bioaccumulation and elimination kinetics under controlled laboratory conditions, for organisms representative of the North-Occidental Mediterranean coast. Tested species come from different trophic levels: 5 species of microalgae, the Mediterranean mussel Mytilus galloprovincialis and the sea bream Sparus aurata. Results show LAS accumulation in all organisms exposed to natural concentration observed in the environment (< 10 µg l-1). Accumulation varies according to biotic (weight or physiological stat of organisms) and abiotic (temperature or exposure concentration). LAS are accumulated heterogeneously in organs and mainly in visceral mass or gall bladder. Whatever the contamination pathway (food or waterborne exposure) elimination from the body is fast when animals are placed in normal conditions

La gestion des Aires Marines Protégées (AMP) et des Récifs Artificiels (RA) nécessite des évaluations complexes avec des suivis adaptés, incorporant différentes sources de variabilité. Nous avons étudié et développé des protocoles expérimentaux et des méthodes d’analyse appropriés à la mise en place de suivis récurrents des AMP et des RA. Cette méthodologie est développée à partir de données existantes sur différents cas d’étude en Méditerranée nord-occidentale. Nous avons construits des indicateurs multiparamétriques permettant un diagnostic statistiquement testable de l’impact des AMP et des RA sur les assemblages de poissons démersaux-benthiques. Disposer d’indicateurs de la performance écologique de telles structures permet de suivre et de restituer aux gestionnaires les évolutions du système observées lors de l’évaluation. Il fut possible de montrer la réponse globale du peuplement de poissons à la mise en place d’une AMP. Cette réponse, se traduisant par des augmentations d’abondance, de richesse spécifique ou de diversité, est graduelle dans le temps, l’espace et selon les groupes taxonomiques considérés ou la taille des individus d’une même espèce. Les grands individus réagissent le plus vite à la mise en protection et les habitats de faibles profondeurs sont plus sensibles à la présence de la réserve. Nos résultats peuvent servir à la mise en place de nouvelles AMP ou à l’immersion de RA et au développement de leur plan de gestion. Mots-clés : Aires Marines Protégées, Récifs Artificiels, Evaluation d’Impact, Poissons Tempérés, Indicateurs, Multivarié, Habitat, Suivis, Puissance Statistique, Méditerranée Nord-Occidentale, Gestion
Marine Protected Areas’ (MPAs) and Artificial Reef’s (ARs) management requires complex assessment and monitoring programmes, dealing with different sources of variability. We studied and developed experimental designs and analysis methods suited for the establishment of a monitoring of MPAs and ARs. This methodology is developed from existing data sets in the Northwestern Mediterranean. We build multi-criteria indicators allowing a statistically testable diagnosis of the impact of MPAs and ARs on reef fish assemblages. Using ecological performance indicators permits to monitor and to give an image of the assessed system to managers. It was possible to show the global response of the fish assemblages to the protection by a MPA. This response was evidenced by increases in abundance, species richness or diversity, gradually through space, time and among various taxonomic groups or fish individual sizes. Large fishes reacted faster to protection and shallow habitats were more sensitive to the existence of a MPA. Our results can be useful for the implementation of new MPAs or for the immersions of ARs and for the development of their management plans. Key-words : Marines Protected Areas, Artificial Reefs, Impact Assessment, Temperate Fish, Indicators, Multivariate, Habitat, Monitoring, Statistical Power, Northwestern Mediterranean, Management

La matière organique dissoute chromophorique (CDOM) est une fraction significative du pool global de matière organique dissoute (MOD) dans les océans. La CDOM absorbe une partie de la lumière dans le domaine du rayonnement ultraviolet (UV-R) et du visible. Une fraction de cette CDOM peut émettre une fluorescence lorsqu'elle est excitée par un UV-R. Cette fraction est alors appelée matière organique dissoute fluorescente (FDOM). La CDOM a donc d'une part, un effet positif, en protégeant les cellules contre les dommages causés par les UV-R, mais d'autre part, un effet négatif en réduisant la quantité de radiation disponible pour la photosynthèse. Les propriétés optiques de la CDOM, particulièrement sensibles aux processus physiques (abiotiques) et biologiques (biotiques), renseignent sur l'intensité des processus biogéochimiques en milieux aquatiques. Des suivis de la dynamique de la CDOM en zones côtière et hauturière en Méditerranée Nord occidentale ont permis de décrire différentes tendances temporelles claires, qui vont d’une faible à une forte saisonnalité et qui peuvent être découplées des variations du pool global de MOD caractérisé par les concentrations en carbone organique dissous (COD). Dans les zones tempérées, les événements météorologiques conduisent à des changements beaucoup plus brusques dans la frange littorale que dans l’océan, où les variations tendent à être plus progressives au cours de l'année. En outre, l'apport de nutriments et de polluants dans les zones côtières est fortement influencé par l'activité anthropogénique et ces entrées ne suivent pas nécessairement de tendances saisonnières nettes. Dans la présente étude qui effectue un premier bilan de la distribution et du devenir de la CDOM/FDOM aux stations d'observation à long terme du laboratoire Arago (stations côtière SOLA et hauturière MOLA) à partir respectivement d'un suivi hebdomadaire et mensuel, nous nous sommes attachés à extraire un signal cohérent et une variabilité claire des sources des différentes fractions de la MOD entre février 2013 et avril 2014 ceci, de manière à mieux comprendre les rôles respectifs des facteurs biotiques et abiotiques. Nos observations ont ensuite pu être replacées dans un contexte synoptique d'évolution climatologique des écosystèmes méditerranéens
Chromophoric dissolved organic matter (CDOM) is a major fraction of dissolved organic matter (DOM). CDOM absorbs light over a broad range of ultraviolet (UV-R) and visible wavelengths. A small fraction of CDOM can emit fluorescence when excited by ultraviolet radiation; so called fluorescent dissolved organic matter (FDOM). CDOM plays a key role in regulating light penetration into the ocean, absorbing high-energy electromagnetic spectrum (visible and ultraviolet light) waves. On one hand, it protects aquatic organisms of potential photo-damage; in the other hand it induces a negative effect by reducing light for photosynthesis. The optical properties of the CDOM are sensitive to biological (biotic) and physical (abiotic) processes and for this reason the colored matter can provide valuable information about the biogeochemical processes in aquatic environments. CDOM monitoring in Mediterranean coastal areas has shown different temporal trends, which go from weak to strong seasonality. Interestedly, these temporal trends were uncoupled with those of the total dissolved organic carbon. In temperate areas, episodic meteorological events can induce much more abrupt changes in the littoral than in the open sea, where changes tend to be more gradual along the year. In addition, the input of nutrients and pollutants in coastal areas is strongly influenced by the anthropogenic activity on land, and those inputs do not necessarily follow seasonal trends. In the present study, weekly and monthly samplings were performed to investigate the temporal variability in SOLA and MOLA stations, respectively. The fluctuation of different fractions of dissolved organic matter (DOM) was evaluated from February 2013 to April 2014 and referred to long time-frame databases of SOLA and MOLA stations. Inorganic nutrients and chlorophyll shown the classical seasonal patterns, with a winter period characterized by an enrichment of surface waters favoring the spring bloom, followed by a calm period that allows the summer stratification and the depletion of nutrients in the photic zone. The stratification extended until autumn winds and low temperatures eroded the thermocline. In contrast, colored DOM fractions did not follow a clear temporal trend. Interestingly, dissolved organic carbon (DOC) exhibited the highest variability in summer, when the rest of parameters showed minimum variations. To explain this mismatch we proposed a sequence of abiotic and biotic phenomena driving the DOC dynamics. In the suggested conceptual frame, DOC dynamics depended strongly on episodic meteorological events (winds, rains, etc.) along the year, except in summer, where the biological factors were more relevant. In order to better understand the influence of biological factors, we examined the temporal trends of phytoplankton composition in relation to those of the different colored DOM fractions. We found that both phytoplankton and CDOM were strongly influenced by abiotic factors such as the intrusions of fresh waters, the vertical mixing due to convection and the light exposure. However we did not find a correlation between any of the CDOM fractions and any of phytoplankton groups. In addition, we use the dust deposition database of ADEPT project (ICM-CSIC, Barcelona) to investigate the potential role of atmospheric deposition in the CDOM temporal variability, and also performed two dust addition experiments with natural plankton communities collected in the Catalan coast

La dynamique des échanges de masses d'eau entre le plateau du Golfe du Lion et le large est soumise à une grande variété de processus physiques agissant à différentes échelles spatio-temporelles sur la circulation. Ce travail de thèse basé sur la modélisation réaliste de deux années distinctes apporte une contribution à une meilleure connaissance de la circulation et des processus hydrodynamiques en mer Méditerranée Nord-Occidentale et dans le Golfe du Lion. Dans un premier temps, la modélisation de l'année 2001 réalisée sur le bassin Nord-Ouest Méditerranéen a été confronté à des mesures satellites de température de surface de la mer (SST) et à la climatologie MEDATLAS. Ces comparaisons ont montré un bon accord en termes de structure et de variabilité saisonnière de la circulation à grande échelle. A plus petite échelle, plusieurs processus agissant sur le plateau et au niveau de la pente continentale du Golfe du Lion ont été étudiés en comparant les résultats du modèle aux mesures satellites de SST et de Chlorophylle. Dans un deuxième temps, une configuration améliorée a été utilisée en complément des mesures récoltées durant la campagne ECOLOPHY (Juin et décembre 2005) pour étudier la variabilité méso-échelle engendrée sur le front côtier du Courant Nord (CN). Les mesures des mouillages ADCP, d'une durée d'un an, ont montré une intensification de l'activité méso-échelle en hiver due aux changements de la structure du courant et à l'effet du vent local. Les fluctuations de courant, mises en évidence par la formation de méandres et de tourbillons, ont été attribuées à des instabilités baroclines et barotropes. Enfin, nous avons montré, à l'aide de tests de sensibilité, l'influence du forçage de vent et de la bathymétrie sur la génération de ces instabilités
Dynamics of water mass exchanges between the Gulf of Lions (GoL) and the open sea are driven by several physical processes, which influence circulation at several spacio-temporal scales. This study, based on a realistic modelling during two years, aims to bring a better knowledge of circulation and hydrodynamics processes occurring in the NW Mediterranean Sea and in the GoL. Firstly, the NW Mediterranean Basin circulation modelled during the year 2001 is compared with Sea Surface Temperature (SST) satellite measurements (AVHRR) and with the MEDATLAS climatology. These comparisons show a good agreement concerning surface patterns and seasonal variability of the large scale circulation. At lower scale, several processes influence circulation over the shelf and the GoL's continental slope. These processes are studied by comparing model results to SST and chlorophyll satellite measurements. Secondly, an improved modelling configuration had been used with in-situ measurements collected during the ECOLOPHY experiment (June - December 2005) to investigate the mesoscale variability generated on the onshore Northern Current (NC) front. The one-year time series of ADCP current measurements revealed that mesoscale activity strengthens during winter due to seasonal variability of the NC and to local wind effect. Current fluctuations evidenced by meanders and eddies, are attributed to baroclinic and barotropic instability processes. Finally, modelling test cases show that wind forcing and bathymetry influence the generation of these instabilities

Les déchets plastiques et les produits issus de leurs fragmentations (microplastiques ou « MP », <5mm) représentent une menace globale et persistante pour l'ensemble des écosystèmes marins, du fait de leur facilité d'ingestion par une grande diversité d'espèces marines. La mer Méditerranée, de part sa nature semi-fermée et son littoral anthropisé, est très impactée par cette pollution. Cette thèse a pour objectif de mieux comprendre l'origine et le devenir des MP en mer, et ce, par la mise en place d'une stratégie d’échantillonnage le long du continuum terre-mer, i.e. des sources continentales aux récepteurs marins finaux. Cette approche holistique a été appliquée à l'échelle locale du golfe du Lion (Nord-Ouest de la Méditerranée) à l’ensemble des compartiments côtiers. Les MP ont été retrouvés dans toutes les matrices étudiées (eau, sédiment, dépôtatmosphérique et tissus biologiques) dans des quantités très variables à la fois dans les compartiments et entre les compartiments. Aucune sélection qualitative (forme, taille, polymère et couleur) majeure ne semble s'opérer lors du transfert des MP d'un compartiment à l'autre, et la majorité des MP sont des fibres. Quantitativement, la concentration des MP varie à des échelles temporelles et spatiales très courtes (<1 heure et <1 kilomètre). Si aucune relation claire entre les concentrations en MP et les forçages environnementaux (e.g. précipitation, débit des fleuves, vents, etc.) n'a été observée, les événements de précipitation semblent influencer grandement les quantités de MP transférées entre les compartiments. En extrapolant nos résultats aux bassins-versants du golfe du Lion, 30 ± 20 tonnes de MP se déposeraient via l'atmosphère sur les zones urbainescôtières et 7 ± 10 tonnes de MP seraient transportées par les fleuves vers la Méditerranée, chaque année. L'extrapolation des quantités de MP dans les compartiments marins, semble indiquer que la surface de la mer et les plages ne sont que des compartiments transitoires (< 1 tonne), tandis que les sédiments et la colonne d'eau sont potentiellement plus impactés (jusqu'à 350 tonnes pour les sédiments). De nouvelles données sont nécessaires pour la colonne d'eau et les sédiments pourconfirmer cette hypothèse, mais les résultats laissent penser qu'ils pourraient avoir un rôle majeur dans le stockage des MP
Anthropogenic litter, particularly plastic litter and their fragments (microplastics or “MPs”; < 5 mm) represent a highly pervasive and persistent global threat to marine ecosystems, as they can be ingested by a wide range of marine species. As a landlocked sea with a high population density, the Mediterranean Sea is highly exposed to marine litter pollution. This thesis aims tounderstand the origin and the future of marine MPs thanks to a holistic approach from terrestrial sources to marine sinks. This strategy was applied at the regional scale of the Gulf of Lion (Northwestern Mediterranean Sea) on all coastal compartments. MPs were observed in every studied matrices (water, sediment, atmospheric fallout) with a high variability within and betweenthe different compartments. No significant qualitative trend seems to occur during the transfer of MPs between compartments and fibers were the most abundant shape found in samples. MP concentrations changed at a short spatial and temporal scale (< 1 hour and < 1 kilometer), overlaying other variabilities (i.e. seasonal or between sites). If no obvious relationship betweenexternal forcing (e.g. precipitations, river flow rates, winds) and MP concentrations was observed, rainfall events seemed to have an important impact on the amount of MPs transferred into the sea. Extrapolating our results to the whole Gulf of Lion watersheds, 30 ± 20 tons of MPs would settle on urban areas and 7 ± 10 tons would be supplied by rivers into the Mediterranean Sea every year. The extrapolation of MP quantities within marine environments seems to indicate that the sea surface and beaches are only transitory compartments (<1 ton) whereas sea floor and water column couldbe more impacted (up to 350 tons for marine sediment). New data on water column and marine sediments are needed to confirm this hypothesis, but those results suggest that both latter compartments could be major sinks for marine MPs

La dynamique de la circulation marine en région côtière peut être appréhendée par des moyens d'observation et de modélisation. Si le domaine côtier bénéficie de réseaux de mesure adaptés en résolution et en couverture, la mise en oeuvre d'un outil de modélisation s'avère délicate, particulièrement dans la spécification de conditions initiales et de conditions aux frontières ouvertes appropriées. Cette question de l'estimation des conditions aux limites peut être considérée comme relevant d'une problématique plus générale de détermination des paramètres de fonctionnement d'un modèle à partir de l'information apportée par les observations. Ainsi posé, le problème est abordé par l'outil mathématique du contrôle optimal qui conduit à une opération d'assimilation de données par méthode d'adjoint. L'adaptation et l'application de cette formulation inverse à un problème de modélisation océanographique contrôlé par ses conditions frontières font l'objet de ce travail de thèse. Une approche 4D-variationnelle d'assimilation pour le contrôle des conditions frontières est ainsi développée et implémentée sur la base du modèle aux équations primitives OPA (version 'toit rigide') et de son adjoint existant. L'algorithme d'inversion est validé sur trois expériences d'identification: (i) les perturbations du forçage barotrope sur la frontière ouverte d'un modèle non stratifié sont détectées par l'assimilation de courants de surface pris à l'intérieur du domaine; (ii) le développement d'un courant de densité dans un canal semi infini et homogène est retrouvé à partir de profils hydrologiques distribués en aval; (iii) l'observation du " spin up " d'une circulation de plateau induit par un courant côtier permet d'identifier les conditions amonts prévues par le mécanisme de séparation d'un front de Kelvin barocline en incidence sur un talus. Cette méthode d'assimilation est alors proposée pour des applications s'inscrivant dans la problématique scientifique des échanges côte - large sur la zone du Golfe du Lion. Riche en observations et largement ouverte sur le bassin méditerranéen occidental, cette région est soumise à l'influence du courant Liguro-Provençal qui s'écoule en bord de plateau. L'algorithme d'inversion permet de contrôler cette influence régionale sur la circulation de plateau; il est donc évalué à travers des expériences réalistes menées dans le mode diagnostique. En particulier, la faculté de réseaux d'observation à détecter des épisodes d'intrusion du courant côtier sur le golfe est traitée suivant leur couverture spatiale et temporelle.

Située au Nord de la mer Tyrrhénienne (Méditerranée occidentale), la marge Est-Corse est un petit bassin confiné présentant une grande variété d’environnements sédimentaires et suscitant de ce fait, l’intérêt de nombreuses études. Dans ce travail, afin de reconstituer les changements liés aux variations paléo-climatiques-océanographiques-environnementales, les sédiments du Quaternaire terminal de cette marge ont fait l’objet d’une étude multi-proxy en associant les variations des assemblages de foraminifères benthiques et des ostracodes, aux isotopes de l’oxygène et du carbone, et aux données sédimentologiques telles que le sortable silt, la susceptibilité magnétique. Il en résulte que dans le bassin Est-Corse: 1/ le transport sédimentaire est étroitement lié aux oscillations climatiques avec une forte activation pendant les intervalles froids ; 2/ la circulation de la masse d’eau Levantine intermédiaire s’est intensifiée pendant les stades du Groentland et pendant les évènements de Heinrich. Ceci conduisant à une augmentation de la ventilation pendant ces phases froides ; 3/ un établissement des conditions eutrophiques au fond s’est effectué pendant les périodes de dépôt des sapropèles en Méditerranée orientale
Situated in the northern part of Tyrrhenian sea (western Mediterranean), the East-Corsica margin is a small confined basin with a wide variety of sedimentary environments which are the focus of several studies. In order to reconstruct changes linked to paleo-climatic-oceanographic-environmental variations, in this margin, a multi-proxy analysis was made on late Quaternary sediments. This multi-proxy approach associates variation of benthic foraminifer and ostracod assemblages to oxygen and carbon isotopes, and to sedimentological data such as sortable silt and magnetic susceptibility. As a result, it has been shown that in the East-Corsica basin: 1/ the sedimentary transport is closely linked to climatic oscillations with a strong activation during cold intervals; 2/ the Levantine intermediate water circulation was intensified during Greenland stadials and Heinrich events. This leads to a bottom ventilation increase during these colds phases; 3/ bottom conditions were characterized by an establishment of eutrophic conditions during the sapropel deposition periods of eastern Mediterranean

La matière organique dissoute chromophorique (CDOM) est une fraction significative du pool global de matière organique dissoute (MOD) dans les océans. La CDOM absorbe une partie de la lumière dans le domaine du rayonnement ultraviolet (UV-R) et du visible. Une fraction de cette CDOM peut émettre une fluorescence lorsqu'elle est excitée par un UV-R. Cette fraction est alors appelée matière organique dissoute fluorescente (FDOM). La CDOM a donc d'une part, un effet positif, en protégeant les cellules contre les dommages causés par les UV-R, mais d'autre part, un effet négatif en réduisant la quantité de radiation disponible pour la photosynthèse. Les propriétés optiques de la CDOM, particulièrement sensibles aux processus physiques (abiotiques) et biologiques (biotiques), renseignent sur l'intensité des processus biogéochimiques en milieux aquatiques. Des suivis de la dynamique de la CDOM en zones côtière et hauturière en Méditerranée Nord occidentale ont permis de décrire différentes tendances temporelles claires, qui vont d’une faible à une forte saisonnalité et qui peuvent être découplées des variations du pool global de MOD caractérisé par les concentrations en carbone organique dissous (COD). Dans les zones tempérées, les événements météorologiques conduisent à des changements beaucoup plus brusques dans la frange littorale que dans l’océan, où les variations tendent à être plus progressives au cours de l'année. En outre, l'apport de nutriments et de polluants dans les zones côtières est fortement influencé par l'activité anthropogénique et ces entrées ne suivent pas nécessairement de tendances saisonnières nettes. Dans la présente étude qui effectue un premier bilan de la distribution et du devenir de la CDOM/FDOM aux stations d'observation à long terme du laboratoire Arago (stations côtière SOLA et hauturière MOLA) à partir respectivement d'un suivi hebdomadaire et mensuel, nous nous sommes attachés à extraire un signal cohérent et une variabilité claire des sources des différentes fractions de la MOD entre février 2013 et avril 2014 ceci, de manière à mieux comprendre les rôles respectifs des facteurs biotiques et abiotiques. Nos observations ont ensuite pu être replacées dans un contexte synoptique d'évolution climatologique des écosystèmes méditerranéens
Chromophoric dissolved organic matter (CDOM) is a major fraction of dissolved organic matter (DOM). CDOM absorbs light over a broad range of ultraviolet (UV-R) and visible wavelengths. A small fraction of CDOM can emit fluorescence when excited by ultraviolet radiation; so called fluorescent dissolved organic matter (FDOM). CDOM plays a key role in regulating light penetration into the ocean, absorbing high-energy electromagnetic spectrum (visible and ultraviolet light) waves. On one hand, it protects aquatic organisms of potential photo-damage; in the other hand it induces a negative effect by reducing light for photosynthesis. The optical properties of the CDOM are sensitive to biological (biotic) and physical (abiotic) processes and for this reason the colored matter can provide valuable information about the biogeochemical processes in aquatic environments. CDOM monitoring in Mediterranean coastal areas has shown different temporal trends, which go from weak to strong seasonality. Interestedly, these temporal trends were uncoupled with those of the total dissolved organic carbon. In temperate areas, episodic meteorological events can induce much more abrupt changes in the littoral than in the open sea, where changes tend to be more gradual along the year. In addition, the input of nutrients and pollutants in coastal areas is strongly influenced by the anthropogenic activity on land, and those inputs do not necessarily follow seasonal trends. In the present study, weekly and monthly samplings were performed to investigate the temporal variability in SOLA and MOLA stations, respectively. The fluctuation of different fractions of dissolved organic matter (DOM) was evaluated from February 2013 to April 2014 and referred to long time-frame databases of SOLA and MOLA stations. Inorganic nutrients and chlorophyll shown the classical seasonal patterns, with a winter period characterized by an enrichment of surface waters favoring the spring bloom, followed by a calm period that allows the summer stratification and the depletion of nutrients in the photic zone. The stratification extended until autumn winds and low temperatures eroded the thermocline. In contrast, colored DOM fractions did not follow a clear temporal trend. Interestingly, dissolved organic carbon (DOC) exhibited the highest variability in summer, when the rest of parameters showed minimum variations. To explain this mismatch we proposed a sequence of abiotic and biotic phenomena driving the DOC dynamics. In the suggested conceptual frame, DOC dynamics depended strongly on episodic meteorological events (winds, rains, etc.) along the year, except in summer, where the biological factors were more relevant. In order to better understand the influence of biological factors, we examined the temporal trends of phytoplankton composition in relation to those of the different colored DOM fractions. We found that both phytoplankton and CDOM were strongly influenced by abiotic factors such as the intrusions of fresh waters, the vertical mixing due to convection and the light exposure. However we did not find a correlation between any of the CDOM fractions and any of phytoplankton groups. In addition, we use the dust deposition database of ADEPT project (ICM-CSIC, Barcelona) to investigate the potential role of atmospheric deposition in the CDOM temporal variability, and also performed two dust addition experiments with natural plankton communities collected in the Catalan coast

L'objectif général de cette thèse est de contribuer à l'avancement de la connaissance de l'impact de l'activité àméso-échelle du Courant Nord (CN) au large du Var sur sa circulation en aval et des interactions de ce courantde bord avec la dynamique côtière, particulièrement dans une baie semi-fermée peu profonde : la baie deHyères. Ces travaux se sont appuyés sur deux configurations numériques réalistes à haute résolution basées surle code NEMO et emboîtées avec AGRIF : une première de la façade méditerranéenne française à unerésolution spatiale de 1,2 km et une seconde le long des côtes varoises à 400 m de résolution.La comparaison des simulations obtenues avec des observations (radar HF, ADCP, glider, SST satellite) apermis de confirmer le réalisme des configurations, et de montrer l'apport d'une résolution de l'ordre de 400 msur la dynamique dans une baie mais également sur le CN et son écoulement en aval.Enfin, une étude de paramétrisation de l'advection horizontale et du mélange vertical a permis d'améliorerl'impact d'un downscaling dans la région d'étude, et particulièrement concernant la représentation de lacirculation au sein de la baie semi-fermée
The main objective of this work is to improve our knowledge on the impact of the Northern Current (NC)mesoscale activity off the Var coast on its downstream flow and on the links between this boundary current andthe coastal dynamics, particularly in a semi-enclosed bay and shallow: the bay of Hyères. To do so, twonumerical realistic configurations at high-resolution were used. Based on the NEMO code and nested withAGRIF, the first one covers the French Mediterranean coasts at 1,2 km and the second one covers the Varcoasts with a spatial resolution of 400 m.Simulations comparisons with ocean observations (HF radar, ADCP, glider, satellite SST) confirm therealism of the configurations, and show the contribution of a 400 m spatial resolution on the simulateddynamics in the bay but also on the NC and its downstream flow.Finally, a parametrization study on the horizontal advection terms and vertical mixing provide an improvementof the impact of a downscaling in the studied area, and particularly for the simulated dynamics in the semienclosedbay

Le Canal de Corse est un bassin confiné asymétrique localisé entre l’Île de Corse et l’Archipel de la Toscane, dont le flanc ouest est dominé par des processus turbiditiques et hémipélagiques et le flanc est par des mouvements en masse et des processus contouritiques. Le présent projet de doctorat a pour objectif de comprendre plus précisément les mécanismes contrôlant la formation des glissements sous-marins dans les contourites vaseuses (dépôts sédimentaires formés par les courants) pendant la période Plio-Quaternaire. Le vaste jeu de données disponible pour ce projet de doctorat inclut : la bathymétrie multifaisceaux, la sismique réflexion, les mesures géotechniques in situ, les mesures de vitesse de courant et les résultats d’un modèle hydrodynamique.Les contourites du Canal de Corse sont principalement composées de vase avec la présence de couches de sable formées par de forts courants de fond pendant les périodes de baisse du niveau marin. La croissance des dépôts contouritiques dépend de la disponibilité de sédiment fourni par le système turbiditique. Ainsi, cette croissance est lente pendant les périodes interglaciaires de haut niveau marin et rapide pendant les bas niveaux marins. Les courants contrôlent la morphologie du fond et génèrent les plastered drifts de forme convexe avec des pentes plus raides dans la partie avale, limités par une incision créée par les courants (moat). Le Pianosa Slump a été initié dans cette partie basse du plastered drift. Les moats pourraient être érodés préférentiellement pendant les périodes froides passées déclenchant ainsi certains glissements observés. Un autre facteur prédisposant l’instabilité de pente sur la Ride de Pianosa est la faiblesse d’une couche dont le comportement mécanique se caractérise par du radoucissement (perte de résistance avec le cisaillement). Cette propriété particulière est due à la présence de zéolites (produit de l’altération des roches volcaniques). Cette couche a formé la surface basale de rupture du Pianosa Slump. En conclusion, les deux principaux facteurs prédisposant la formation de glissements sous-marins sur la Ride de Pianosa sont : la morphologie du plastered drift avec une pente plus raide en aval et la couche faible composée de sédiment vaseux riche en zéolites. Le principal facteur déclenchant semble être l’érosion basale
The Corsica Trough is an asymmetric confined basin located between the Corsica Island and the Tuscan Ar-chipelago, with the western flank dominated by turbiditic and hemipelagic processes and the eastern flank by mass transport and contouritic processes. The present PhD project aims to develop our understanding of the mechanisms that control the formation of submarine landslides within muddy contourites (sediment deposits related to bottom currents) during the Plio-Quaternary. The broad data set available for this PhD project includes: multibeam bathymetry, seismic reflection data, sediment cores, in situ geotechnical measurements, current ADCP measurements and results of a hydrodynamic model.The contourites of the Corsica Trough are mainly composed of mud with sandy layers formed by enhanced bottom currents during periods of sea level fall. The contourite drifts grow slowly during sea level high-stands and rapidly during sea level low-stands due to the high sediment availability provided by an active turbidite sys¬tem. Bottom currents control the seafloor morphology and generate plastered drifts on the slope. This is a con¬vex-shaped contourite with steep slope gradients in the lower part limited by a moat (incision created by bottom currents). The Pianosa Slump was initiated in this lower part of the plastered drift. The occurrence of continuous erosive processes during cold periods could undercut the slope and trigger submarine landslides. Another predis¬posing factor for slope instability identified is the presence of a potential weak layer with a post-peak strain soften¬ing behaviour (strength loss with increasing strain). This particular property is caused by the presence of zeolites (product of the alteration of volcanic rocks). This layer originated the basal failure surface of the Pianosa Slump.In summary, the two main factors predispose the formation of submarine landslides in the Pianosa Ridge are: the morphology of the plastered drift with steep slopes in the lower part and a potential weak layer composed of zeolitic muddy sediment. The main triggering factor seems to be undercutting by bottom currents

Le suivi scientifique dans les AMPs est la clé pour le recueil information fiable dans les future AMPs de la Tunisie, où des restrictions d’usages et des plans de gestion sont en cours de mise en place. Cette étape cruciale le long des côtes tunisiennes viens avec le besoin en méthodes, métriques et indicateurs appropriés pour le suivi des paramètres utiles pour évaluer leurs efficacités. Le but de ce travail est de sélectionner, adapter, tester et proposer des méthodes et des indicateurs de suivi des assemblages de poissons et des activités de pêche, afin de proposer une stratégie de suivi pour quatre futures AMPs tunisiennes. La sélection des méthodes et des indicateurs de la bibliographie a été réalisée en fonction de leur faisabilité, de leur rentabilité et de leur adéquation avec les objectifs des futures des AMPs. Par conséquent, les données sur l'assemblage de poissons et les activités de pêche ont été recueillies en utilisant cinq méthodes : (1) Transects à largeur variable (TVW); (2) Fish Assemblage Sampling Technique (FAST); (3) Questionnaires et suivi des débarquements; (4) pêche expérimentale; (5) photo-surveillance. Les résultats des suivis réalisées entre 2014 et 2016, ont été pris en compte lors de proposition de la stratégie de suivi, notamment: (1) l'utilité d'adopter des modèles d'échantillonnage appropriés, BACI ("Before After Control Impact"), en utilisant la méthode standard des UVC, pour tester des hypothèses liées à l'efficacité des AMP futures, (2) les valeurs faibles de la biomasse dans toutes les AMPs étudiés par rapport à celles méditerranéennes (3) le potentiel des sciences participatives pour les suivi des assemblages de poissons en utilisant une méthode FAST, après avoir testé sa cohérence avec la méthode standard , (4) un pourcentage élevé de pratique de pêche illégale (pêcheurs récréatifs qui commercialisent leurs captures), (5) la compétition de la pêche récréative et illégale avec la pêche artisanale, sur les espèces vulnérables et de valeurs économiques élevées, et (6) des biomasses faibles, proportions de carnivores, grande proportion de poisson dans la capture des pêcheurs artisanaux, en utilisant la méthode de pêche expérimentale. Par conséquent, la dite stratégie proposée pour le suivi dans les futures AMPs tunisiennes repose sur la collaboration entre les scientifiques, les parties prenantes (pêcheurs, plongeurs récréatifs) et les gestionnaires, ce qui peut être utile pour assurer un certain niveau d'acceptation des AMPs, surtout quand il s’agit de créer un réseau tunisien d'AMPs
Scientific monitoring is the key to reliable information in Tunisian future MPAs, where management plans are being established. This crucial step comes with the need to choose appropriate methods, metrics and indicators for monitoring parameter that are important to assess MPAs effectivness. Therefore, the purpose of this manuscript is to select, adapt, test and propose fish assemblage and fishing monitoring methods and indicators in order to propose a monitoring strategy for four Tunisian future MPAs (locations). Selection of methods and indicators from literature was made according to their feasibility, cost-effectiveness and suitability with future MPAs objectives. Therefore, data on fish assemblage and fishing activities were collected using five methods: (1) Transects with variable width (TVW); (2) Fish Assemblage Sampling Technique (FAST); (3) Questionnaires and landing catch monitoring; (4) Experimental fishing; (5) photo-surveillance method. Results shows some highlights that were considered for proposing the monitoring strategy: (1) the usefulness of adopting appropriate sampling models, BACI ("Before After Control Impact"), using standard TVW, to test hypotheses related to the effectiveness of the future MPAs, (2) the relatively low values of biomass in all studied locations in comparison with other Mediterranean MPAs (3) the high potential of citizen science for fish monitoring in Tunisia using easy-to-use FAST method, after testing its coherence with standard TVW method, (4) a high percentage of illegal fishing practice (recreational fishers that commercialize their catch), in the studied locations, (5) the competition of recreational and illegal fishing with commercial-small scale (CSS) one, on vulnerable and high economic value species, and (6) low biomasses, carnivores proportions, large fish proportion in catch of CSS using experimental fishing method. Therefore, the proposed strategy for fish and fishing monitoring for Tunisian future MPAs is based on the collaboration between scientists, stakeholders (fishermen, recreational divers) and managers, which can be useful to implement high compliance and MPAs acceptance levels, especially when it comes to creating a future MPAs network

L'objectif général de cette thèse est de contribuer à l'avancement de la connaissance de l'impact de l'activité àméso-échelle du Courant Nord (CN) au large du Var sur sa circulation en aval et des interactions de ce courantde bord avec la dynamique côtière, particulièrement dans une baie semi-fermée peu profonde : la baie deHyères. Ces travaux se sont appuyés sur deux configurations numériques réalistes à haute résolution basées surle code NEMO et emboîtées avec AGRIF : une première de la façade méditerranéenne française à unerésolution spatiale de 1,2 km et une seconde le long des côtes varoises à 400 m de résolution.La comparaison des simulations obtenues avec des observations (radar HF, ADCP, glider, SST satellite) apermis de confirmer le réalisme des configurations, et de montrer l'apport d'une résolution de l'ordre de 400 msur la dynamique dans une baie mais également sur le CN et son écoulement en aval.Enfin, une étude de paramétrisation de l'advection horizontale et du mélange vertical a permis d'améliorerl'impact d'un downscaling dans la région d'étude, et particulièrement concernant la représentation de lacirculation au sein de la baie semi-fermée
The main objective of this work is to improve our knowledge on the impact of the Northern Current (NC)mesoscale activity off the Var coast on its downstream flow and on the links between this boundary current andthe coastal dynamics, particularly in a semi-enclosed bay and shallow: the bay of Hyères. To do so, twonumerical realistic configurations at high-resolution were used. Based on the NEMO code and nested withAGRIF, the first one covers the French Mediterranean coasts at 1,2 km and the second one covers the Varcoasts with a spatial resolution of 400 m.Simulations comparisons with ocean observations (HF radar, ADCP, glider, satellite SST) confirm therealism of the configurations, and show the contribution of a 400 m spatial resolution on the simulateddynamics in the bay but also on the NC and its downstream flow.Finally, a parametrization study on the horizontal advection terms and vertical mixing provide an improvementof the impact of a downscaling in the studied area, and particularly for the simulated dynamics in the semienclosedbay

Aujourd’hui environ un quart des émissions globales de carbone anthropique a été absorbé par l’océan. Cet accroissement de la concentration en CO2 a fait augmenter l’acidité de l’océan ce qui peut impacter les organismes calcifiant dû à des changements dans la chimie des carbonates de l’eau de mer. Récemment des planeurs (‘gliders’) sous-marins ont été identifiés comme des outils importants pour recueillir des informations reliées au changement climatique et aux processus d’acidification.Durant l’expérience REP14-MED en juin 2014, 11 gliders ont été déployés au large de la côte de Sardaigne en mer Méditerranée nord occidentale. Un capteur expérimental ISFET (Ion Sensitive Field Effect Transistor) mesurant le pH a été testé sur l’un de ces gliders. Une comparaison entre les mesures de pH recueillies par le glider et par le bateau durant le déploiement témoigne de problèmes concernant la précision absolue et la stabilité de l’instrument. Un biais constant en profondeur et variable en temps a été appliqué afin de compenser la dérive multidirectionnelle du capteur et les mesures de température et pression ont été corrigées. De plus, la lumière du soleil a provoqué une diminution apparente du pH pouvant atteindre jusqu’à 0,1 près de la surface vers midi. Cela a mis en évidence l’importance de protéger le capteur de la lumière lors de futurs déploiements. Le pH corrigé présenté avec les autres variables océaniques mesurées par le glider illustrent des liens clairs avec les processus physiques et biogéochimique. En mer Méditerranée nord occidentale, la date de début du bloom phytoplanctonique printanier varie d’une année à l’autre, entre mars et avril. En mars 2016, un glider équipé d’un capteur ISFET a été déployé près des bouées BOUSSOLE / DyFAMed en mer Méditerranée nord occidentale. Ce déploiement a fourni une seconde opportunité de tester un capteur ISFET modifié visant à accroitre la stabilité et à réduire l’effet de la lumière du soleil. Comme lors de l’expérience REP14-MED, les mesures de pH de l’ISFET ont été corrigées pour tenir compte des effets de la dérive, de la température et de la pression. Le glider a mesuré la variabilité horizontale et verticale des paramètres physiques et biogéochimiques à l’approche d’un bloom printanier. La fugacité de CO2 (f CO2) mesurée par un capteur CARIOCA une bouée biogéochimique au site de la BOUSSOLE à 10 m de profondeur a décru très fortement entre le 19 mars et le 1er avril, suivant une période d’intense mélange. La fugacité du CO2 et l’alcalinité totale à la bouée BOUSSOLE ont été utilisées pour calculer les concentrations de carbone inorganique dissous. Les concentrations d’oxygène à dissous, pH et rétrodiffusion optique observés par le glider à 10m ont augmenté entre le 19 mars et le 1er avril, indiquant le démarrage du bloom phytoplanctonique. Les taux de production biologique communautaire nette moyenne (N) ont été estimés á partir des concentrations d’oxygène dissous mesurées par glider et à partir de concentrations de carbone inorganique dissous déduites des mesures ISFET (glider) et mouillage. Après mi-mars durant le déploiement. Les estimations de N varient entre -82 ± 317 mmol m−2 d−1 and 460 ± 870 mmol m−2 d−1.Les échelles spatiales de variabilité mettent en évidence l’influence des processus océaniques sur les paramètres physiques et biogéochimiques, et sont utiles pour la conception de système d’observation de l’océan. Les échelles spatiales de variabilité horizontales ont été estimées à partir de semi-variogrammes utilisant les mesures des déploiements REP14-MED et BOUSSOLE/DYFAMED. Dans l’ensemble, les échelles spatiales étaient plus petites aux profondeurs affectées par la photosynthèse (par exemple, là où se forment des patchs de chlorophylle) et plus grandes aux profondeurs affectées par des processus à grande échelle, tels que le forçage atmosphérique. Les échelles longitudinales sont en général plus longues que les échelles zonales
Around a quarter of global anthropogenic carbon emissions have been absorbed by the ocean. Underwater gliders have been identified as important tools for gathering information related to climate change and ocean acidification processes. The REP14 - MED experiment involved the deployment of eleven gliders in the northwestern Mediterranean Sea; one of these had an experimental ion sensitive field effect transistor (ISFET) sensor attached. A comparison between pH observed by the glider and ship during the deployment indicated problems with the sensor accuracy and stability. Sunlight caused an apparent sensor pH decrease of up to 0.1 close to the surface around local noon. The pH corrected for drift, temperature, and pressure is presented with other ocean variables measured by the glider. The timing of the phytoplankton spring bloom in the northwestern Mediterranean Sea varies year-on-year. A glider with an ISFET pH sensor was deployed close to the BOUSSOLE mooring site. This deployment offered a second opportunity to test the ISFET sensor with improvements. Similarly to during the REP14 - MED experiment, ISFET pH measurements were corrected for drift, temperature and pressure effects. Measurements at the BOUSSOLE mooring indicated that the spring bloom started around March 19. Mean net community production (N) rates were estimated from the glider dissolved oxygen concentrations, as well as glider and buoy dissolved inorganic carbon concentrations derived using other parameters. N ranged between -82 ± 317 mmol m−2 d−1 and 460 ± 870 mmol m−2 d−1. Horizontal spatial scales of variability highlight physical and biogeochemical processes, and are useful for designing ocean observing systems. Spatial scales of variability were estimated from semivariograms using glider measurements. Spatial scales of variability were mostly small at depths affected by biology, and large at depths affected by large-scale processes, such as weather, although this was not true in every case. Some direction dependency was found, which may be related to ocean currents, or the density of glider meridional measurements

La sismique monotrace informatisée est une technique qui s'inscrit, dans le domaine des méthodes de prospection géophysique, entre le sondage sismique continu et la sismique pétrolière multitrace. Elle utilise le matériel du sondage sismique continu pour l'acquisition en mer des profils, et le traitement des données se fait simultanément sur micro-ordinateur installé sur le navire. Les nouvelles conditions d'exploration et d'exploitation du plateau continental exigent une précision dans la résolution que la sismique multitrace classique, procédé lourd et couteux, ne peut entièrement satisfaire, mais ou une instrumentation légère et flexible semblable à celle exposée ici trouverait sa place.

Cette thèse avait pour objectif de mieux comprendre le rôle de la dynamique océanique et atmosphérique régionale sur le fonctionnement de l’upwelling ouest africain. La première partie est consacrée à l’étude du cycle saisonnier, de la dynamique et de l’origine des masses d’eau du courant de bord qui alimente l’upwelling ouest africain. Ce courant est situé sur la pente continentale et est dénommé WABC (pour West African poleward Boundary Current en anglais). Son lien avec la circulation à l’échelle de l’Atlantique Tropical Nord Est (ATNE) est aussi étudié. Les résultats obtenus sont principalement basés sur des sorties de simulations numériques avec une configuration régionale du modèle NEMO (TROP025). Le WABC est constitué d’un sous courant dirigé vers le pôle (communément appelé Poleward Under Current (PUC) en anglais) et d’un courant de surface également dirigé vers le pôle et fréquemment appelé courant de Mauritanie (Mauritania Current en anglais ; MC). Le WABC est présent quasiment toute l’année. Il est visible en surface (en l’absence du jet d’upwelling côtier) et s’étend jusqu’à ~ 250 m de profondeur ou en gamme de densité. Son transport méridien vers le nord est la conséquence des gradients de pression baroclines mis en place par le vent et aussi d’un rotationnel de vent positif le long des côtes ouest africaines. L’étude du cycle saisonnier a permis de montrer que le WABC présente deux pics de transport dans l’année : un premier en Avril-Mai et un second en Octobre- Novembre. Ce cycle semi-annuel du WABC résulte de l’activité des ondes côtières générées par les fluctuations du forçage par le vent. Le premier pic est causé par une relaxation des vents locaux (dans la zone côtière ouest africaine). Pour le second pic automnal la zone de forçage est distante et principalement située dans le golfe de Guinée. La quantité d’eau transportée par le WABC est estimée à 1 Sv en moyenne annuelle. Du fait de la variation du paramètre de Coriolis avec la latitude (effet β), les ondes côtières associées à la variation du WABC donnent naissance à des ondes de Rossby se propageant vers l’ouest. Les caractéristiques de ces ondes qui changent suivant la latitude, sont mises en évidence dans la thèse. L’étude de l’origine des masses d’eau du WABC a permis de clarifier le lien entre le WABC et la circulation dans l’ATNE. En effet, les masses d’eau transportées par le WABC sont amenées par le sous courant nord équatorial et sont principalement situées dans la thermocline (100-240 m). Elles subissent de fortes recirculations et une advection moyenne faible (~1 cm/s) dans la "shadow zone" avant d’être amenées par le WABC. Cette étude nous a aussi permis de montrer que la circulation au nord du dôme de Guinée (notamment la recirculation vers l’ouest associée à la présence du dôme de Guinée) tend à être surestimée lorsque les vitesses sont calculées à partir de l’équation du vent thermique avec des niveaux de références peu profonds. En effet, la prise en compte des gradients thermohalins profonds est importante et tend à renforcer l’advection vers le nord-est dans l’ATNE. La dernière partie de la thèse a concerné l’étude des modes de variabilité atmosphérique grandes échelles qui modulent, aux échelles de temps synoptiques, l’intensité des vents d’upwelling le long des côtes sénégalaises. Les analyses menées sur des données de réanalyses (Era-Interim) montrent que les fluctuations du vent, à ces échelles de temps et dans cette zone, sont principalement liées à l’intensité et la position de l’anticyclone des Açores, de l’anticyclone Saharo-Libyen et de la dépression Saharo-sahélienne. La variabilité du régime de vent à Dakar en lien avec ENSO s’explique notamment par la manière dont ces centres d’action sont affectés par ce mode de variabilité climatique
The southern end of the Canary current system comprises of an original upwelling center that has so far received little attention. This Ph.D. Thesis focuses on the dynamical functioning of the Southern Senegal-Gambia Upwelling Center (SSUC). We are interested in the upwelling circulation and thermohaline structure on the shelf between the coastline and 100-200 km offshore. Our focus is on the upwelling period (November to May). The main originality of the SSUC compared to other upwelling centers stems from its conti-nental shelf that is broad and shallow (20–30 m over tens of kilometers). The normal state of the system comprises the classical upwelling front but also a well-defined inner-shelf front that separates cold upwelled waters from nearshore warmer waters. We investigate its dynamical functioning using analysed satellite images, in situ data and state-of-the- art 3D numerical simulations. Through a fine-scale analysis of the physical conditions of the SSUC, this work poses the basis of an integrated approach to the Senegalese marine environment functioning. A first part of results is based on the careful examinations and analysis of over 1500 satellite images of sea surface temperature scenes contextualized with respect to wind conditions. Analysis confirm the regularity and stability of the SSUC dynamical functioning (as manifested by the recurrence and persistence of particular SST patterns). The analyses also reveal subtle aspects of its upwelling structure : shelf break cooling of surface waters consistent with internal tide breaking/mixing ; complex interplay between local upwelling and the Mauritanian current off the Cape Verde headland ; complexity of the inner-shelf/mid shelf frontal transition. The amplitude of the diurnal cycle suggests that large uncertainties exist in the SSUC heat budget. The studies limitations underscore the need for continuous in situ measurement in the SSUC, particularly of winds. The dynamical functioning of SSUC is also investigated by means of numerical simulations, using the hydrodynamical Regional Ocean Modeling System ROMS (∆x ≈ 2 km). Different simulations have been carried with varying forcings (climatological or synoptic wind ; fine-scale adjustments of heat flux in coastal area ; presence or absence of tides). Numerical solutions show a good agreement with available satellite and in situ observations. These solutions clarify the dynamical functioning of the system especially in terms of circulation, location of cold water upwelling but also fate of upwelled water through a Lagrangian analysis. We show in particular that the northern part of the SSUC is the main upwelling area. Waters that upwelled in this area predominantly come from the southern of the SSUC, through advection by the Mauritanian current. Lagrangian analysis also revealed the dynamics associated with the coastal area of nursery and nuance the conceptual retention scheme previously admitted. The sensitivity of the dynamics of SSUC to atmospheric forcings is modest with nevertheless some modulations of the cross-shore exchanges that may be important to the ecosystem

Les données de la campagne océanographique SOMBA-GE2014, nous ont permis de mettre en évidence la présence des gyres algériens via des mesures de courant. Les radiales de température et salinité obtenues à travers le bassin ont permis la visualisation de l'influence des gyres algériens sur la répartition hydrologique. En effet des eaux levantines intermédiaires jeunes s'étendent depuis la veine d'eau remontant le plateau sarde vers l'intérieur du bassin algérien, sous forme de patchs. Des climatologies du cœur de la LIW et de WIW couvrant la période 1960 à 2017 dans le bassin Algéro-Provençal, ont été produites grâce à la base de données Méditerranéenne de profils de température et salinité et des nouvelles méthodes de détection. Un transport de LIW vers l'ouest, depuis la veine sud de la Sardaigne vers l'intérieur du bassin algérien en suivant la périphérie des gyres algériens est mis en évidence par cette climatologie et confirmé par la corrélation croisée du signal de refroidissement observé durant les années 80. L'estimation des tendances des caractéristiques de la LIW et WIW contribuent à documenter leur évolution. L'accélération du réchauffement observée dans tout le bassin à partir de 2010 est alarmante. Les observations par les gliders ont permis d'appuyer nos conclusions quant à l'efficacité des structures de méso et de sous-méso échelle pour le transport des masses d'eaux vers l'intérieur du bassin Algérien. En effet nous avons observé des parcelles de WIW, LIW et WMDW à l'intérieur du bassin Algérien dont les caractéristiques sont plus marquées que les eaux adjacentes
Data from the SOMBA-GE2014 oceanographic cruise, allowed us to highlight the presence of Algerian gyres via current measurements. The temperature and salinity sections obtained across the basin allowed the visualization of the influence of the Algerian gyres on the hydrological distribution. Indeed, young intermediate Levantine waters extend from Saridinian LIW vein towards the interior of the Algerian basin, in the form of patches. LIW and WIW core climatologies covering the period 1960 to 2017 in the Algerian-Provençal basin were produced using the Mediterranean database of temperature and salinity profiles and new detection methods. A westward transport of LIW from the southern vein of Sardinia to the interior of the Algerian basin following the periphery of the Algerian gyres is highlighted by this climatology and confirmed by the cross-correlation of the cooling signal observed during the 1980s. The estimation of trends of LIW and WIW characteristics help to document their evolution. The acceleration of warming observed throughout the basin from 2010 is alarming. Glider observations have supported our conclusions regarding the effectiveness of mesoscale and submesoscale structures for the transport of water masses into the interior of the Algerian basin. Indeed, we observed WIW, LIW, and WMDW parcels within the Algerian Basin with more pronounced characteristics than adjacent waters