Letteratura scientifica selezionata sul tema "Flotteurs Argo"

La Méditerranée est caractérisée par des concentrations en nutriments parmi les plus faibles au monde, et qui montrent des valeurs décroissantes d’ouest en est. A l’échelle climatologique, le bassin est dominé par un régime subtropical, à l’exception de certaines zones spécifiques, qui présentent une dynamique typique des régions tempérées. Malgré l’importance des nutriments pour ces cycles, on connaı̂t peu de chose sur leur variabilité temporelle car les données disponibles sont souvent insuffisantes à l’échelle du bassin. L’objectif principal de ce travail est d’aborder cette question à différentes échelles de temps. L’exploitation de la série temporelle DYFAMED a d’abord permis de décrire le cycle saisonnier et les tendances décennales des concentrations en nutriments en Méditerranée nord-occidentale. L’analyse des données d’apports atmosphériques de la station du Cap Ferrat à complété ce travail, en évaluant l’importance relative des processus d’approvisionnement en nutriments des eaux de surface. Pour élargir l’étude à l’ensemble du bassin, nous avons par la suite considéré des mesures acquises par des flotteurs Bio-Argo (déployés dans le cadre de l’EQUIPEX NAOS), équipés de capteurs optiques mesurant les concentrations en nitrate (SUNA). Ces flotteurs sont en train de changer fondamentalement la manière dont nous observons les océans, et cette thèse est l’une des premières à documenter cette révolution technologique. Ils ont rendu possible, pour la première fois en Méditerranée, une description des cycles saisonniers des concentrations en nitrate, simultanément en différentes zones du bassin. Ces données ont aussi souligné l’importance de la variabilité temporelle haute fréquence, permettant de réévaluer le rôle de certains processus
The Mediterranean Sea is characterized by nutrient concentrations among the lowest in the world, and which exhibit decreasing values eastward. At climatological scale, a subtropical-like regime dominates almost the entire basin, except for some areas where temperate like dynamics are found. Despite the importance of nutrients on these cycles, very little is known about their temporal variability, due to the overall data scarcity at basin scale. This work mainly aims to address this issue at various time scales. Data from the DYFAMED time-series were firstly examined, and allowed the description of the seasonal cycle and decadal trends of nutrient concentrations, in the northwestern Mediterranean. The analysis of atmospheric data from the Cap Ferrat station completed this work, and permitted to evaluate the relative contributions of the different processes that provide nutrients in surface. The study was then extended to the whole basin by considering measurements acquired by Bio-Argo floats (deployed in the framework of the NAOS EQUIPEX), equipped with a nitrate sensor (SUNA). These floats are about to fundamentally change the way we observe the ocean, and present work is among the first to document this ongoing technological revolution. They allowed, for the first time in the Mediterranean, the monitoring of seasonal variability of nitrate concentrations, simultaneously in different areas of the basin. This data also highlighted the significance of the high frequency temporal variability, which enables to reevaluate the role of some processes

La Méditerranée est caractérisée par des concentrations en nutriments parmi les plus faibles au monde, et qui montrent des valeurs décroissantes d’ouest en est. A l’échelle climatologique, le bassin est dominé par un régime subtropical, à l’exception de certaines zones spécifiques, qui présentent une dynamique typique des régions tempérées. Malgré l’importance des nutriments pour ces cycles, on connaı̂t peu de chose sur leur variabilité temporelle car les données disponibles sont souvent insuffisantes à l’échelle du bassin. L’objectif principal de ce travail est d’aborder cette question à différentes échelles de temps. L’exploitation de la série temporelle DYFAMED a d’abord permis de décrire le cycle saisonnier et les tendances décennales des concentrations en nutriments en Méditerranée nord-occidentale. L’analyse des données d’apports atmosphériques de la station du Cap Ferrat à complété ce travail, en évaluant l’importance relative des processus d’approvisionnement en nutriments des eaux de surface. Pour élargir l’étude à l’ensemble du bassin, nous avons par la suite considéré des mesures acquises par des flotteurs Bio-Argo (déployés dans le cadre de l’EQUIPEX NAOS), équipés de capteurs optiques mesurant les concentrations en nitrate (SUNA). Ces flotteurs sont en train de changer fondamentalement la manière dont nous observons les océans, et cette thèse est l’une des premières à documenter cette révolution technologique. Ils ont rendu possible, pour la première fois en Méditerranée, une description des cycles saisonniers des concentrations en nitrate, simultanément en différentes zones du bassin. Ces données ont aussi souligné l’importance de la variabilité temporelle haute fréquence, permettant de réévaluer le rôle de certains processus
The Mediterranean Sea is characterized by nutrient concentrations among the lowest in the world, and which exhibit decreasing values eastward. At climatological scale, a subtropical-like regime dominates almost the entire basin, except for some areas where temperate like dynamics are found. Despite the importance of nutrients on these cycles, very little is known about their temporal variability, due to the overall data scarcity at basin scale. This work mainly aims to address this issue at various time scales. Data from the DYFAMED time-series were firstly examined, and allowed the description of the seasonal cycle and decadal trends of nutrient concentrations, in the northwestern Mediterranean. The analysis of atmospheric data from the Cap Ferrat station completed this work, and permitted to evaluate the relative contributions of the different processes that provide nutrients in surface. The study was then extended to the whole basin by considering measurements acquired by Bio-Argo floats (deployed in the framework of the NAOS EQUIPEX), equipped with a nitrate sensor (SUNA). These floats are about to fundamentally change the way we observe the ocean, and present work is among the first to document this ongoing technological revolution. They allowed, for the first time in the Mediterranean, the monitoring of seasonal variability of nitrate concentrations, simultaneously in different areas of the basin. This data also highlighted the significance of the high frequency temporal variability, which enables to reevaluate the role of some processes

L’objectif de cette thèse consiste à cartographier la distribution régionale et saisonnière des maxima profonds de chlorophylle a (« Deep Chlorophyll Maxima », DCM) dans l’océan global, à comprendre les paramètres environnementaux qui contrôlent leur formation et leur persistance, et à estimer leur contribution dans les bilans de production primaire (PP) à l’échelle globale. Cette approche se base sur les mesures des flotteurs profileurs Biogéochimique-Argo (BGC-Argo). Une méthode de détection des DCMs et de leur typologie ( maxima de biomasse ou de photoacclimatation) a été développée et appliquée sur ~60,000 profils de fluorescence de la chlorophylle a et du coefficient de rétrodiffusion particulaire (estimateurs respectifs de la concentration en chlorophylle a [Chla], et du carbone organique particulaire). A partir de cette classification, l’occurrence spatiale et temporelle des DCMs a été décrite dans 28 régions de l’océan mondial, permettant d’affiner la description de leurs caractéristiques, de grouper ces régions en quatre types selon leurs similarité, et d'en décrire les principales configurations environnementales (profils d'éclairement et de nitrates). Dans un second temps, l’impact des tourbillons de mésoéchelle a été étudié sur la présence des DCMs et sur leurs propriétés par la co-localisation de la base de profils BGC-Argo avec un atlas de tourbillons de mésoéchelle détectés par altimétrie satellite. Enfin une estimation de la contribution des DCMs à la PP globale a été estimée ainsi qu’une analyse de performance de deux modèles d’estimation des profils verticaux de [Chla] à partir des observations satellites en comparaison avec les mesures BGC-Argo
The main objective of this thesis is to map the regional and seasonal distribution of Deep Chlorophyll Maxima (DCM) in the global ocean, to understand the environmental parameters that control their formation and persistence, and to estimate their contribution to global primary production (PP) budgets. This approach is based on measurements from the Biogeochemical-Argo Profiling Floats (BGC-Argo). A method for the detection of DCMs and their typology (biomass or photoacclimation maxima) has been developed and applied to ~60,000 chlorophyll a fluorescence profiles and particle backscatter coefficient (respective proxies of chlorophyll a concentration [Chla], and particulate organic carbon). From this classification, the spatial and temporal occurrence of DCMs was described in 28 regions of the world ocean, allowing to refine the description of their main characteristics (i.e. depth and intensity), and to group the regions into four main types according to the similarity of their DCMs. The estimation of vertical profiles of nitrate concentration and downward irradiance then allowed to describe the main environmental configurations of the different types of regions. In a second step, the impact of mesoscale eddies was studied on the presence of DCMs and their properties by co-locating the BGC-Argo profile database with an atlas of mesoscale eddies detected by satellite altimetry. Finally, an estimate of the contribution of DCMs to global PP was estimated, as well as a regional performance analysis of two models for estimating the vertical profiles of [Chla] from satellite observations, compared to the [Chla] profiles of the BGC-Argo database

Les évènements de convection profonde sont importants car ils forment les masses d'eau intermédiaires et profondes qui nourrissent la circulation globale. La mer du Labrador, qui forme la Labrador Sea Water (LSW), est le site le plus documenté de l'océan Atlantique Nord. La mer d'lrminger a également été citée mais n'est pas entièrement reconnue à cause du manque d'observations directes. Cette thèse fournit la première description de la convection profonde en mer d'lrminger à l'échelle du bassin grâce aux données Argo. Trois évènements de convection se sont produits en mer d'lrminger depuis 2010. Au cours de l'hiver 2O11-2O12, la convection atteint 1000 m et est expliquée par la séquence d'apparition des tip jets groenlandais.La convection de l'hiver 2O13-2O14, qui atteint 1300 m, est caractérisée par un préconditionnement particulièrement important et un forçage par les tip jets faible. La convection de l'hiver 2O14-2O15, qui atteint 1700 m, montre des tip jets très nombreux et persistants. L'advection de LSW provenant de la mer du Labrador explique les profondeurs exceptionnelles observées au cours de ces deux derniers hivers. Les résultats montrent que la convection n'est pas rare en mer d'lrminger et qu'elle joue un rôle non négligeable sur l'équilibre climatique
The deep convection events are important because they form the intermediate and deep water masses feeding the global circulation. The Labrador Sea is the main site of deep convection in the North Atlantic Ocean and produces the intermediate Labrador Sea Water (LSW). The lrminger Sea was also cited but was forgotten during decades because of the lack of direct observations. This thesis provides the first description of the lrminger Sea deep convection at basin scale, thanks to the Argo data. Three convective events occurred in the lrminger Sea since 2010. During the 2011-2012 winter, the convection reached 1000 m and is explained by the sequence of the Greenland tip jets. The event of the 2O13-2O14 winter, reaching 130O m, is characterized by a strong preconditioning and a weak forcings by the Greenland tip jets.The convection event of the 2O14-2015 winter, reaching 1700 m, shows many of persistant tip jets. The advection of LSW from the Labrador Sea explains the deepest mixed layers observed during the last two winters. The results show that deep convection in the lrminger Sea is not a rare isolated event and plays a significant role on the climate balance

L'Océan est un acteur majeur du climat en échangeant avec l'atmosphère de grandes quantités de carbone. Le carbone atmosphérique est fixé à la surface de l’océan par le phytoplancton qui le transforme en carbone biogène, dont une partie est transportée vers l’océan profond par des mécanismes physiques et biologiques; il s’agit de la Pompe Biologique de Carbone (BCP). Une infime partie de ce carbone biogène atteindra des profondeurs suffisantes pour être séquestré durant plusieurs siècles avant qu'il ne retourne dans l'atmosphère, régulant les concentrations atmosphériques de CO2. Aujourd'hui, nous en savons assez sur la BCP pour reconnaitre son importance dans le climat, mais nos connaissances sur son fonctionnement sont limitées en raison d’un échantillonnage insuffisant des flux de carbone biogène. Dans ce travail de thèse, nous avons utilisé les flotteurs BioGéoChimique-Argo, plateformes d’observations conçues pour résoudre le problème du sous-échantillonnage, afin d’explorer un mécanisme majeur de la BCP qui est la pompe gravitationnelle. La pompe gravitationnelle est le transport du carbone biogène sous la forme de particules organiques (POC) qui sédimentent de la surface vers l’océan profond. Notre étude de la pompe gravitationnelle se divise en trois axes. Le premier axe consiste au développement d’une méthode pour détecter les floraisons de coccolithophoridés, groupe phytoplanctonique majeur qui a potentiellement un contrôle important sur le transport du POC en profondeur. Le deuxième axe est centré sur la variabilité saisonnière et régionale des flux de POC dans l’Océan Austral, qui est une zone sous-échantillonnée mais dans laquelle plusieurs flotteurs ont été déployés avec une trappe optique à sédiments (OST). Seuls une dizaine de flotteurs sont équipés d’OST, ce qui est faible en comparaison avec l’ensemble de la flotte BGC-Argo (i.e. plusieurs centaines de flotteurs). C’est pourquoi nous avons développé, dans le troisième axe, une méthode pour estimer le flux de POC avec les capteurs standards du programme BGC-Argo. Cette méthode a ensuite été appliquée à une centaine de flotteurs pour décrire la variabilité saisonnière du flux de POC dans de nombreuses régions océaniques. Dans ce travail de thèse, nous mettons également en évidence le lien entre la variabilité des flux et la nature des particules en surface. Par exemple, nous avons calculé des relations entre la composition de la communauté phytoplanctonique et les flux de POC à 1000m. En utilisant ces relations, nous avons ensuite utilisé les observations satellites pour extrapoler les flux de POC à de larges échelles spatiales, comme à l’ensemble de l’Océan Austral et de l’océan global
The ocean plays a key role in the climate by exchanging large quantities of carbon with the atmosphere. Atmospheric carbon is fixed at the ocean surface by phytoplankton that transforms it into biogenic carbon, part of which is transported to the deep ocean by physical and biological mechanisms; this is the Biological Carbon Pump (BCP). A tiny fraction of this biogenic carbon reaches sufficient depths to be sequestered for several centuries before it returns to the atmosphere, thus regulating concentrations of atmospheric CO2. Today, we know enough about the BCP to recognize its importance in climate, but our knowledge of its functioning is limited due to insufficient sampling of biogenic carbon fluxes. Here, we used BioGeoChimical-Argo floats, observational platforms designed to solve the undersampling problem, to explore a major mechanism of the BCP called the gravitational pump. The gravitational pump is the transport of biogenic carbon in the form of organic particles (POC) that sink from the surface into the deep ocean. Our study of the gravitational pump is divided into three axes. The first axis consisted of developing a method to detect blooms of coccolithophores, a major phytoplankton group that potentially has an important control on the transport of POC at depth. The second axis focused on the seasonal and regional variability of POC fluxes in the Southern Ocean, an undersampled area in which several floats have been deployed with an optical sediment trap (OST). Only ten floats were equipped with an OST, which is low compared to the whole BGC-Argo fleet (i.e. several hundred floats). Therefore, in the third axis, we developed a method to estimate the POC flux with the standard sensors of BGC-Argo floats. This method was then applied to hundreds of floats to describe the seasonal variability of the POC flux in many regions. In this study, we also highlighted the link between the POC flux and the nature of surface particles. For example, we calculated relationships between phytoplankton community composition and POC flux at 1000m. Using these relationships, we then used satellite observations to extrapolate POC flux to large spatial scales, such as the entire Southern Ocean and the global ocean

L'objectif de cette thèse est d'analyser la variabilité océanique en température et salinité sur la période 1993-2008. Pour cela, nous utilisons des données in situ de température et de salinité, et des données satellites de température de surface de l'eau et de hauteur de mer. Plusieurs étapes sont indispensables : créer une base de données solide et cohérente, comparer les jeux de données, puis développer des méthodes de combinaison afin d'assembler les jeux de données. L'intercomparaison des jeux de données Altimétrique et Argo permet dans un premier temps de vérifier la qualité du jeu de données Argo. Le jeu de données Argo permet d'améliorer les comparaisons effectuée par Guinehut et al, (2006) sur la comparaison entre les hauteurs de mer altimétriques et hydrologiques. Nous expliquons pourquoi et détaillons les améliorations. Nous étudions également l'impact du retrait du cycle saisonnier et l'influence de la structure verticale de l'océan dans la répartition barotrope/barocline de la circulation. Nous terminons sur l'analyse de la circulation saisonnière et inter-annuelle à 1000 mètres de profondeur. Les champs Armor3d, combinaison de champs satellites et de profils in situ existent depuis plusieurs années. Le récent jeu de données fourni par les flotteurs Argo permet de considérablement améliorer les paramètres de la combinaison, de couvrir une meilleure zone géographique et d'avoir des champs plus profonds. Nous montrons que les deux types de mesures sont indispensables, même pour étudier la variabilité grande échelle de l'océan. Enfin, nous utilisons nos champs Armor3d pour étudier la variabilité océanique des 16 dernières années
The objective of this thesis is to analyze the oceanic variability in temperature and salinity over the period 1993-2008. For that purpose, it is necessary to use the maximum of observations available, namely in situ data of temperature and salinity, but also satellite data of sea surface temperature and sea height. To reach our objective, several steps are necessary: create a solid and coherent database, compare datasets to have a better physical understanding of the contents of every type of data then develop methods of combination to assemble the datasets. The cross-comparison of the altimetric and Argo datasets allows at first to verify the quality of the Argo dataset. In 2006, Guinehut and al published a paper on the comparison of SLA (Sea Level Anomaly) and DHA (Dynamic Height Anomaly). Today, the Argo dataset allows improving the comparisons. We explain why and we detail the differences between both studies. We also study the impact of the removal of the seasonal cycle and the influence of the vertical structure of the ocean in the barotrope / barocline distribution of the oceanic circulation. We end on the analysis of the SLA-DHA signal in term of seasonal and inter-annual circulation at 1000 meters deep. Armor3d Field, combination of satellite fields and in situ profiles exist for several years. The recent dataset supplied by Argo profilers allows improving considerably the parameters of the combination, to cover a better geographical zone and to have deeper fields. We show that both types of measures are needed, even to study the large scale variability of the ocean. Finally, we use our Armor3d fields to study the oceanic variability of the last 16 years

Cette thèse a pour objectif principal de mieux appréhender la dynamique spatio-temporelle et verticale de la biomasse phytoplanctonique dans l’océan ouvert. Dans un premier temps, nous avons étudié la variabilité de la relation entre le coefficient de rétrodiffusion particulaire (bbp), un estimateur bio-optique du carbone organique particulaire, et la concentration en chlorophylle a (Chla) à l’échelle globale. Dans les régimes subpolaires, des changements concomitants de Chla et bbp correspondent à des variations de la biomasse du phytoplancton. Au contraire, dans les régimes subtropicaux oligotrophes, un découplage entre les deux variables peut être attribué aux processus de photoacclimation du phytoplancton ou à un changement de l'abondance relative des particules non algales au sein de l’assemblage particulaire. La Mer Méditerranée constitue, quant à elle, un régime intermédiaire à ces deux situations extrêmes. En utilisant le couplage entre bbp et Chla nous avons, dans un second temps, analysé la dynamique saisonnière et régionale des maxima profonds de Chla (SCMs) à l’échelle du bassin méditerranéen en développant notamment une classification des profils verticaux de Chla et de bbp. En Méditerranée orientale, des SCMs correspondant à une augmentation de la Chla intracellulaire des cellules phytoplanctoniques (photoacclimatation) ont été identifiés. Au contraire, des SCMs résultant d’une réelle augmentation de la biomasse carbonée en profondeur (SBMs) ont été observés de manière récurrente en Méditerranée occidentale. Suivant la piste d’une contribution potentiellement significative des SCMs à la production de carbone dans l’océan global, la production communautaire brute dans la couche de subsurface a été, dans un troisième temps, quantifiée. Pour cela, une méthode bio-optique d’estimation de la production basée sur le cycle diurne des propriétés bio-optiques a été utilisée dans deux régions distinctes de la Méditerranée durant la période estivale oligotrophe. Nous avons ainsi mis en évidence une importante contribution des SCMs à la production totale réalisée dans la couche productive, pouvant atteindre plus de 40% en Méditerranée occidentale
The main objective of this thesis is to improve our understanding of the spatio-temporal and vertical variability of phytoplankton biomass in the open ocean. First, we investigated the variability of the relationship between the particulate backscattering coefficient (bbp), a bio-optical proxy of the particulate organic carbon, and the chlorophyll a concentration (Chla) at a global scale. In subpolar regimes, concomitant changes in Chla and bbp correspond to variations in phytoplankton biomass. In contrast, in subtropical regimes, a decoupling between the two variables was attributed to photoacclimation processes or a change in the relative abundance of non-algal particles to the particulate assemblage. The Mediterranean Sea stands as an intermediate regime between these two end-members. Next, we analysed the seasonal and regional dynamics of subsurface Chla maxima (SCMs) in the Mediterranean basin by developing a classification of the vertical profiles of Chla and bbp. In the Eastern Mediterranean, SCMs corresponded to an increase in the intracellular Chla induced by photoacclimation of phytoplankton cells. However, in the Western basin of the Mediterranean Sea SCMs corresponded to an actual increase in carbon biomass at depth (SBMs). Lastly, we investigated the potentially significant contribution of SCMs to carbon production, by quantifying the gross community production in the subsurface layer. A method based on the diurnal cycle of bio-optical properties was used in order to estimate production in two distinct regions of the Mediterranean Sea during the oligotrophic season. Our study revealed that SCMs might contribute over 40% of the depth-integrated production in some areas, thereby suggesting the potentially important biogeochemical role of SCMs

Le gyre subpolaire de l'Atlantique Nord est le siège de la plus importante floraison (bloom) phytoplanctonique de l'océan global. Cet événement biologique majeur joue un rôle crucial sur le fonctionnement des écosystèmes océaniques et sur le cycle global du carbone. L'objectif de cette thèse est de mieux comprendre les processus bio-physiques qui contrôlent la dynamique du bloom phytoplanctonique et l'export de carbone à différentes échelles spatio-temporelles. Dans une première étude, basée sur des données satellites climatologiques, le gyre subpolaire a été biorégionalisé en fonction des différents cycles annuels de biomasse phytoplanctonique. Les conditions de mélange, couplées à l’intensité de la lumière de surface, contrôlent l’initiation du bloom printanier au sein des différentes biorégions. La nouvelle génération de flotteurs BGC-Argo a permis, dans une deuxième étude, d’explorer des processus à des échelles plus fines, en particulier pendant la période hivernale jusqu’à présent très peu étudiée. En hiver, des restratifications intermittentes et locales de la couche de mélange, liées à des processus de sous-mésoéchelle, initient des blooms transitoires qui influencent la dynamique du bloom printanier. Enfin, une troisième étude a montré que la variabilité haute-fréquence de la profondeur de la couche de mélange pendant la transition hiver-printemps joue aussi un rôle crucial sur l’export de carbone
The North Atlantic Subpolar Gyre exhibits the largest phytoplancton bloom of the global ocean. This major biological event plays a crucial role for the functioning of marine ecosystems and the global carbon cycle. The aim of this thesis is to better understand the bio-physical processes driving the dynamics of the phytoplankton bloom and carbon export at various spatiotemporal scales.In a first study, based on satellite data at a climatological scale, the subpolar gyre is bioregionalized according to distinct annual phytoplankton biomass cycles. The light-mixing regime controls the phytoplankton bloom dynamics in the different bioregions.In a second study, the new generation of BGC-Argo floats allowed for processes to be explored at a finer scale, especially during the overlooked winter season. In winter, intermittent and local restratifications of the mixed layer, triggered by sub-mesoscale processes, initiate transient winter blooms impacting the spring bloom dynamics.Finally, a third study showed how the high-frequency variability of the mixed layer depth during the winter-spring transition plays a crucial role on carbon export

La mer Méditerranée est caractérisée par une circulation rapide des masses d’eau, des concentrations faibles en nutriments avec un fort gradient d’oligotrophie, et une acidification plus rapide que pour l’océan global. Les Eaux Levantines Intermédiaires (LIW) reliant les deux bassins sont marquées par un minimum d’oxygène (O2). Les variabilités du contenu en O2, des nutriments et du carbone inorganique restent méconnues du fait de leur faible densité d’observation. Le développement et la validation d’une méthode neuronale CANYON-MED, spécifiquement conçue pour la Méditerranée, ont permis de dériver nutriments (nitrates, phosphates, silicates) et variables du système des carbonates (alcalinité totale, carbone total et pH) à partir de variables systématiquement mesurées (pression, température, salinité et O2, position spatio-temporelle). La dynamique du minimum d’O2 dans la LIW face à la variabilité des processus de ventilation des eaux intermédiaires en Méditerranée nord-occidentale a été étudiée sur la période 2012-2020. L’application de CANYON-MED a permis la description des tendances en nutriments et carbonates dans cette zone, face au phénomène intermittent de convection profonde. L’importance de la convection sur la ventilation des masses d’eau, et sur les tendances des nutriments et d’acidification sont mises en évidence, dans un contexte de stratification accrue par le changement climatique. Enfin, la ventilation de la LIW a été explorée dans sa zone de formation (le bassin Levantin) à l’aide de flotteurs Argo sur la période 2018-2019, nuançant l’injection d’O2 dans le patch de mélange
The Mediterranean Sea is characterized by rapid circulation of its water masses, low nutrient concentrations with a strong oligotrophy gradient, and a more rapid acidification than the global ocean. The Levantine Intermediate Waters (LIW) that connect the two basins are marked by a minimum of oxygen (O2). Variability in O2 content, nutrients, and inorganic carbon remain poorly understood given their low density of observation. The development and validation of a neural method CANYON-MED, specifically designed for the Mediterranean Sea, allowed to derive nutrients (nitrates, phosphates, silicates) and carbonate system variables (total alkalinity, total carbon and pH) from systematically measured variables (pressure, temperature, salinity and oxygen, position in time and space). The dynamics of the O2 minimum in the LIW in the face of variability in intermediate water ventilation processes in the northwestern Mediterranean was studied over the period 2012-2020. The application of CANYON-MED allowed the description of nutrients and carbonate trends in this area, in response to the intermittent deep convection phenomenon. The importance of convection on the ventilation of water masses, as well as on nutrient and acidification trends are thus highlighted, in a context of increased stratification by climate change. Finally, the ventilation of the LIW has been explored in its formation area (Levantine basin) using Argo floats over the period 2018-2019, nuancing the injection of O2 in the mixing patch

Le gyre subpolaire de l'Atlantique Nord est le siège de la plus importante floraison (bloom) phytoplanctonique de l'océan global. Cet événement biologique majeur joue un rôle crucial sur le fonctionnement des écosystèmes océaniques et sur le cycle global du carbone. L'objectif de cette thèse est de mieux comprendre les processus bio-physiques qui contrôlent la dynamique du bloom phytoplanctonique et l'export de carbone à différentes échelles spatio-temporelles. Dans une première étude, basée sur des données satellites climatologiques, le gyre subpolaire a été biorégionalisé en fonction des différents cycles annuels de biomasse phytoplanctonique. Les conditions de mélange, couplées à l’intensité de la lumière de surface, contrôlent l’initiation du bloom printanier au sein des différentes biorégions. La nouvelle génération de flotteurs BGC-Argo a permis, dans une deuxième étude, d’explorer des processus à des échelles plus fines, en particulier pendant la période hivernale jusqu’à présent très peu étudiée. En hiver, des restratifications intermittentes et locales de la couche de mélange, liées à des processus de sous-mésoéchelle, initient des blooms transitoires qui influencent la dynamique du bloom printanier. Enfin, une troisième étude a montré que la variabilité haute-fréquence de la profondeur de la couche de mélange pendant la transition hiver-printemps joue aussi un rôle crucial sur l’export de carbone
The North Atlantic Subpolar Gyre exhibits the largest phytoplancton bloom of the global ocean. This major biological event plays a crucial role for the functioning of marine ecosystems and the global carbon cycle. The aim of this thesis is to better understand the bio-physical processes driving the dynamics of the phytoplankton bloom and carbon export at various spatiotemporal scales.In a first study, based on satellite data at a climatological scale, the subpolar gyre is bioregionalized according to distinct annual phytoplankton biomass cycles. The light-mixing regime controls the phytoplankton bloom dynamics in the different bioregions.In a second study, the new generation of BGC-Argo floats allowed for processes to be explored at a finer scale, especially during the overlooked winter season. In winter, intermittent and local restratifications of the mixed layer, triggered by sub-mesoscale processes, initiate transient winter blooms impacting the spring bloom dynamics.Finally, a third study showed how the high-frequency variability of the mixed layer depth during the winter-spring transition plays a crucial role on carbon export