Дисертації з теми "Mer – Niveau – Persique, Golfe"

Les littoraux d’Abu Dhabi, et plus largement ceux du golfe Arabique, ont joué un rôle majeur dans le développement des populations humaines au cours de l’Holocène. Parallèlement, ces milieux apparaissent également comme des espaces très vulnérables. En plus d’être soumis aux variations climatiques régionales, ils ont été fortement exposés aux mobilités des lignes de rivage, contrôlées en partie par les variations du niveau marin. L’étude de ces fluctuations s’avère ainsi essentielle pour reconstituer les évolutions paléogéographiques des littoraux dont dépendaient les sociétés. La thèse présente une synthèse de ces variations et des changements paléoenvironnementaux associés, soutenue par l’apport de nouveaux résultats issus d’un travail de terrain, par l’examen des recherches déjà publiées et par un travail de modélisation reposant sur la création de Sea-Level Index Points, à Abu Dhabi mais aussi sur l’ensemble de la rive sud du Golfe. Selon une approche géoarchéologique, l’étude cherche simultanément à replacer les sites dans leurs contextes paléoenvironnementaux. En dépit de variations métriquement réduites, les résultats indiquent des impacts considérables sur la morphologie des littoraux, marqués par de très faibles élévations. Ils permettent également d’expliquer en partie la répartition des sites archéologiques. Enfin, ils attestent de l’existence de variations relatives du niveau marin, résultant de dynamiques de surrection et de subsidence des masses terrestres. Les trajectoires identifiées traduisent de fortes disparités régionales et mettent en lumière la complexité et l’imbrication des mécanismes isostatiques, néotectoniques et diapiriques
The coastlines of Abu Dhabi, and more broadly, those of the Arabian Gulf, have played a major role in the development of human populations during the Holocene. At the same time, these environments appear to be highly vulnerable. In addition to being subject to regional climatic variations, they have also been heavily influenced by shoreline mobilities, partially controlled by sea-level fluctuations. Studying these fluctuations is therefore essential for reconstructing the paleogeographic evolution of the coasts upon which societies depended. This thesis presents a synthesis of these variations and associated paleoenvironmental changes, supported by the contribution of new fieldwork results, a review of previously published research and modelling work based on the creation of Sea-Level Index Points, both in Abu Dhabi and across the entire southern shore of the Gulf. Adopting a geoarchaeological approach, the study integrates archaeological data to replace archaeological sites within their paleoenvironmental context. Despite relatively small metric variations, the results indicate significant impacts on shoreline morphology, marked by very low elevations. They also enable archaeological maps to be put into perspective. Lastly, they confirm the existence of relative sea-level variations resulting from landmass uplift and subsidence. The identified trajectories reveal substantial regional disparities and underscore the complexity and interplay of isostatic, neotectonic and diapiric mechanisms

Le golfe persique est une mer. En tant que tel il est soumis au droit international de la mer tel qu'il resulte notamment des conventions internationales et specialement de celle de 1982. Le golfe persique est en meme temps une mer particuliere. C'est une mer semi-fermee dont l'acces est commande par le detroit d'hormuz. La structure particuliere du golfe persique en tant que mer semi-fermee doit encourager l'ensemble des etats riverains a une cooperation regionale telle que souhaitee par l'article 123 de la convention des nations-unies du 10 decembre 1982. C'est au nom de cette meme communaute d'appartenance geographique qu'une reglementation regionale devrait etre etablie dans le but d'une definition commune des emprises maritimes de chacun des etats cotiers. Comme tout patrimoine ecologique important, la preservation de la qualite des eaux du golfe persique presente un interet supra-regional. C'est dans cette mesure qu'il faut chercher les moyens de lutter contre la pollution des eaux dans le golfe persique
The persian gulf is a sea. So it is registered by the international convention, in particular the one of 1982. At the same time, the persian gulf is a particular case because it is a semi-closed sea. Its access is controled by the hormuz strait. The particular structure of the persian gulf as a semi-closed sea should encourage all of riverside countries to cooperate as it is demanded by the article 123 of the convention of united nations organisation of 10 of december 1982. According to the common interest, a regional regulation should be established to obtain a commun definition of territorial limits of each of the riverside countries. As all of the important ecological patrimonies, the preservation of the quality of the water of the persian gulf has a supra-regional interest. Therefore it is necessary to search adequate means to struggle against its pollution

Le golfe persique est une mer regionale, puisqu'il fait partie integrante du programme des nations unies pour l'environnement des mers regionales. La convention de montego bay emploie a plusieurs reprises le terme region. Des lors qu'est-ce qu'une region? et qu'est-ce qu'une region maritime au sens de la convention de montego bay? quels criteres doit-on retenir? en effet des mers fermees et semi-fermees deviennent de veritables regions ( caraibes, golfe persique,. . . . ). Si la notion de mer fermee et semi-fermee constitue en definitive un cadre geographique particulier sur lequel les etats riverains se fondent pour developper une cooperation plus active et assurer une gestion rationnelle et scientifique des ressources biologiques et la preservation de leur mer, il y a lieu de considerer que le golfe persique est une mer semi-fermee. Avec l'importance des problemes du golfe persique et l'etendue des situations conflictuelles, dont ceux qui interessent la delimitation maritime ainsi que la protection du milieu marin, les regles du droit de la mer sont susceptibles de regionalisation
The persian gulf is a regional sea, since it is integral part of the united nations environment programme for regional seas. The convention of montego bay uses the term region several times. That being the case, what is a region? and what is a maritime region in the sense of the convention of montego bay? what criteria must one retain? closed and semi-enclosed seas become real regions (caribbean, persian gulf,. . . ). If the closed and semi-enclosed sea notion constitutes in definitive a particular geographical framework on which coastal states base themselves in order to develop a more active cooperation and to insure rational and scientifical management of biological resources and the preservation of their seas, there is reason to consider that the persian gulf is a semi-enclosed sea. With the importance of the problems of the persian gulf and the extent of contradictory situations including those that concern the maritime boundary delimitation as well as the protection of the marine environment, the rules of the law of the sea are susceptible to regionalisation

Analyse, dans une perspective évolutive, de l'application des règles du droit international de la mer par l'Iran, en temps de paix, en temps de conflit armé. L'importance économique et stratégique unique au monde du Golfe persique et par la même l'intervention extérieure, ont fait de cette région une aire de tension ou déroule, en partie, l'organisation du nouvel ordre mondial. Mer fermée, le Golfe persique soulève, en ce qui concerne la gestion des ressources la navigation internationale et la préservation du milieu marin, une série de problème justifiant la reconnaissance d'un statut particulier, élaboré à l'échelon régional. Dans ce contexte, la délimitation des zones de juridiction doit se faire dans un esprit de justice et d'équité selon le principe d'équidistance. La question de l'accès au Golfe persique devrait être réglée par une convention régionale dotant le Détroit d'Hormuz d'un régime spécial. L'analyse de la légalité des comportements des états belligérants et non-belligérants dans la guerre du Golfe persique, confirment la désuétude des règles traditionnelles du droit de la guerre maritime. Il semble que de nouvelles règles coutumières sont nées de la pratique relative à cette guerre, surtout en matière du droit de la neutralité
This thesis intends to develop, through an evolutionary perspective, the application by Iran of the rules of the international law of the sea in time of peace and of armed conflicts. The unique economic and strategic situation of the Persian gulf in the world and foreign interventions has made this region a center of tension, where the new world organization will partially come true after the disintegration of the warsaw pact. As a semi-enclosed sea, the Persian gulf raises a series of problems related to the management of the resources, the international navigation and the preservation of the marine environment, which jusitfy the recognition of a special status elaborated at the regional level. In this context, the delimitation of the respective jurisdiction zones should be accomplished in a spirit of justice and equity, according to the principle of equidistance. The problem of access to the persian gulf should be solved by a regional convention which should adopt a special status for the Strait of Hormuz. The analysis of the legality of the belligerent and non belligerent states'behaviours in the war of the gulf confirms the desuetudes of the traditional rules of the law of naval warfare. It seems that new customary rules have come about, as a result of practices followed in this war, particularly in the matter of the law of neutrality

Le golfe Persique est depuis toujours le carrefour du commerce mondial. Cette mer est aujourd’hui la voie vitale de l’approvisionnement énergétique mondial. Selon les statistiques, chaque jour 18 millions baril de pétrole passent par cette mer et le détroit d’Ormuz. Parmi les pays côtiers du golfe Persique le rôle de l’Iran est le plus important en raison de sa position géographique. L’Iran, avec ses 1200 kilomètres de côte, possède le plus large littoral dans le golfe Persique et est également l’un des deux États riverains du détroit d’Ormuz, la seule voie de communication maritime du golfe Persique avec le monde entier. C’est pourquoi la politique maritime de l’Iran et sa législation concernant le droit de la mer sont déterminantes dans la région et c’est la question que nous nous sommes proposé d’aborder dans la présente thèse
The Persian Gulf has always been the crossroad of world trade. The Persian Gulf is today the vital corridor of global energy supply. According to statistics 18 million barrels of oil pass through this sea and the Strait of Hormuz every day. Among the coastal countries of the Persian Gulf the role of Iran is crucial due to its geographical location. Iran, with 1200 km, has the widest coastline on the Persian Gulf, it is also one of the two coastal states to the Strait of Hormuz wich is the only shipping route of the Persian Gulf to the rest of the world. This is why Iran's maritime policy and its law of the sea legislation are critical in the region. This thesis tries to explore these policies and legislations of Iran

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

Dans ces travaux, nous avons etabli les relations qui regissent: 1) la salinite pratique, le rapport de conductivite et la temperature; 2) la masse volumique, la salinite pratique et la temperature pour les eaux de mer de fortes salinites (voisine de 50) obtenues a partir de dilutions d'eau de mer normale (standard sea water) concentree. Les resultats de cette these permettent ainsi de determiner la salinite pratique et la masse volumique pour les eaux qui sont en dehors de l'echelle de la salinite pratique (eps 78) et de l'equation d'etat (eos 80), a partir des mesures conductimetriques par rapport a l'eau de mer normale de reference (standard sea water). Les ecarts de masse volumique entre les eaux de mer de forte salinite (canal de suez, golfe de suez et golfe arabo-persique) et l'eau de mer normale de reference ont ete evalues. Ces ecarts serviront a etablir les tables de corrections de la salinite et de la masse volumique inherents a la variation de la composition chimique entre ces eaux et l'eau de mer normale de reference. De plus, l'estimation des ecarts de masse volumique des eaux de ces regions permettent au modelisateur dynamicien, au nord de l'ocean indien, ou a une echelle plus reduite a la mer rouge, au golfe arabo-persique ainsi que dans les regions qui leurs sont contigues, d'avoir quantitativement les effets de ces ecarts a la reference en masse volumique: sur la densite, sur les profondeurs de melange et, implicitement, sur la sensibilite de leur modele vis-a-vis des ecarts de densite entre la densite definie a partir des mesures de routine (relativement a la composition chimique de l'eau de mer normale de reference), et celle mesuree directement sur les eaux de mer de ces regions

Cette thèse analyse la variabilité des surcotes et des niveaux marins extrêmes dans le Golfe du Lion et les conditions atmosphériques associées à différentes échelles spatio-temporelles de 1905 à 2100. Les surcotes sont des évènements d'échelle régionale dans le Golfe du Lion. Elles sont forcées par des vents de sud-est. A l'échelle des types de temps et du domaine nord Atlantique, les surcotes sont associées à "Greenland Above" (GA) et à la phase négative de l'Oscillation Nord-Atlantique (ONA). Au 20ème siècle, la hausse des niveaux marins extrêmes dépend de la remontée du niveau marin moyen et de l'élévation des surcotes, liée à l'augmentation de la fréquence des vents de sud-est. Paradoxalement, la fréquence des jours "GA" reste stationnaire et la phase de l'ONA montre une déviation positive. Au 21ème siècle, la hauteur et la fréquence des surcotes restent stationnaires dans les scénarios A2 et B2, mais la fréquence des niveaux marins érosifs pourrait considérablement augmenter.

Cette thèse présente une étude multi-échelle du rôle des vagues, du niveau de la mer et des infrastructures humaines pour comprendre l'évolution à long terme des 400 km de côte sableuse dans la Baie du Bénin (Golfe de Guinée, Afrique de l'Ouest). La morphologie côtière et les forçages océaniques sont mesurés au niveau local par un système d'observation vidéo et au niveau régional par télédétection satellite. De nouvelles améliorations des techniques vidéo montrent le potentiel des systèmes vidéo dans l'estimation journalière du profil de la plage, des vagues et du niveau de la mer à la côte. Les résultats révèlent l'influence dominante des vagues sur la variabilité côtière aux échelles événementielle (journalière) et saisonnière, tandis qu'aux échelles intrasaisonnière et interannuelle, le trait de côte est modulé de manière dominante par les changements du niveau de la mer. Sur des périodes plus longues (décennies), les influences anthropiques, telles que les ports en eau profonde et la réduction des flux sédimentaires fluviaux (à l'exemple de la Volta et le Niger) due aux barrages, modifient considérablement le transport sédimentaire, conduisant à l'apparition de plusieurs zones d'érosion. Ces observations à long terme sont reproduites de manière satisfaisante par le modèle de trait de côte mis en œuvre, en particulier à proximité des ports, et permettent d'estimer, par exemple, la quantité de sédiments nécessaire pour limiter l'érosion en aval du port de Lagos. Outre leur intérêt fondamental, ces résultats constituent un cadre solide pour l'amélioration des politiques côtières dans la région
This thesis presents a multi-scale investigation of the role of waves, sea level and human settlements to understand long-term coastal evolution of the 400-km long sandy Bight of Benin coast (Gulf of Guinea, West Africa). Coastal morphology and its ocean drivers are monitored using local shore-based video camera and regional satellite remote sensing. New video developpements show the potential of video camera in sensing daily beach profile, waves and sea level at the coast. The results reveal the dominant influence of waves on shoreline variability at the event (daily) and seasonal scales, whereas at the intraseasonal and interannual scales, the shoreline is dominantly modulated by sea level changes. Over longer periods (decades), anthropogenic influence, such as deep water harbours and the reduction of sediment river (such as Volta and Niger) discharge due to dams significantly alter sediment transport, creating several erosion zones. These observations over the long term are satisfactorily reproduced by the implemented shoreline model, specially in the vicinity of the harbors, and allows to estimate, for example, the amount of sediment nourishment necessary to limit erosion downstream of Lagos harbor. Beside their fundamental interest, these results put strong basis to improve regional coastal policies

Le Golfe de Gascogne, en Atlantique Nord Est, est le lieu d'une dynamique complexe dans laquelle le courant de pente influe le développement de structures (sub)méso-échelles, contribuant aux échanges des eaux et traceurs océaniques entre le plateau continental et le large. Grâce aux séries temporelles et sa précision, l'altimétrie est idéale pour observer de tels processus. Ici, il est nécessaire de bénéficier des récents travaux sur l'altimétrie côtière pour étudier cette dynamique. Une méthode d'analyse en ondelette a été développée pour déterminer l'observabilité de ces processus: ceux-ci sont sous-évalués sur les cartes de niveau de la mer actuelles. Une méthode de cartographie, adaptée aux échelles régionales de variabilité a été mise en place sur une période de couverture spatiale optimale (4 satellites, 2002-2005). Les cartes régionales ont ensuite été sujettes à une intercomparaison à des observations indépendantes (in-situ ou satellite). La cartographie fine échelle améliore les estimations d'énergie cinétique tourbillonnaire par rapport aux données standard ainsi que la variabilité du courant de pente. Les filaments, déduits des exposants de Lyapunov dérivés de nos cartes, sont cohérents avec les images satellites. Le suivi d'un épisode de détachement de tourbillon fine-échelle (< 50 km) du courant de pente est rendu possible par l'utilisation combinée des cartes altimétriques régionales, des images satellites et des données in-situ. L'analyse de la variabilité spatiale et temporelle de ces dynamiques est ensuite faite. Cette thèse ouvre des perspectives en termes d'observations, avec des pistes d'amélioration de la cartographie et des budgets d'erreurs. Cette méthodologie peut être étendue à d'autres zones d'études, et données altimétriques. Ces cartes régionales fournissent une observation importante pour l'interprétation de la physique océanique du Golfe de Gascogne ainsi que pour la validation des modèles régionaux
The Bay of Biscay, in the North East Atlantic, is the scene of a particularly complex ocean dynamics in which the slope current plays a role in the development of (sub)mesoscale structures offshore, contributing to water exchanges between the continental shelf and the open ocean. Thanks to long time series and its precision, altimetry is an ideal tool to their observation. Due to the regional dynamics, it is necessary to benefit from recent advances in coastal altimetry. First, wavelet analysis was developed to determine the observability of the (sub)mesoscale: these processes are currently under evaluated in maps of sea level. A regional fine scale mapping methodology was then put in place over a period of optimal spatial coverage (4 satellites, 2002-2005). Regional maps were then the subject of intense intercomparison using independent observations (in-situ & satellite). Fine-scale mapping improve regional estimates of eddy kinetic energy levels compared to standard data as well as the of the slope current variability. Filaments based on the Lyapunov exponents, derived from our regional maps, are more consistent with satellite images. A sequence of fine-scale eddy detachment from the slope current is made possible by the combined use of regional sea level maps, satellite images and in-situ data. The spatial and temporal variability of the meso and submeso-scale dynamics can then be studied and phase lags are observed between the continental slope and offshore variability. Finally, this thesis opens up the perspective of observations, including the provision of areas for the development of regional mapping methodologies and the improvement observational error budgets. These methodological developments can be extended to other regions and altimetry datasets. Regional maps provide an important observation for the interpretation of the Bay of Biscay ocean dynamics and for the validation of regional models

Dans le contexte de la hausse actuelle du niveau marin, la détermination du mouvement vertical à la côte est cruciale pour deux principales raisons. D'une part, parce qu'il est enregistré dans la mesure marégraphique et constitue une source d'incertitude dans l'estimation des variations long terme du niveau marin (suivant les auteurs ces variations sont de l'ordre de 1 à 2 mm/an de montée au cours du siècle passé). Et d'autre part, parce que les processus de subsidence à la côte sont un facteur aggravant des effets de la montée du niveau marin avec parfois des taux qui résultent en une montée relative du niveau marin de l'ordre de 1 cm/an, soit des projections de 1 mètre en un siècle, sans accélération des contributions climatiques actuelles. Cette thèse de doctorat s'attaque à la détermination des mouvements verticaux à la côte par GPS et par une méthode originale de combinaison des données de marégraphie et d'altimétrie radar embarquée sur satellite. La méthode proposée ici est basée sur celle de Kuo et al. (2004), reprise et étendue en appliquant un filtrage spatio-temporel issu de l'analyse EOF des deux types de séries de données. La méthode est appliquée dans le Golfe du Mexique sur la période 1950-2009 en utilisant les quinze séries marégraphiques de plus de 40 ans d'observations disponibles dans la région au PSMSL et les séries altimétriques mises à disposition dans AVISO sur la période 1992-2009. La comparaison avec les mouvements verticaux issus des cinq séries de positions de stations GPS co-localisées avec marégraphes montre un écart moyen quadratique sur les différences de 0.60 mm/an révélant la grande précision de la nouvelle approche. Les séries temporelles GPS ont préalablement fait l'objet d'une analyse poussée du bruit et des incertitudes associées, légitimant l'utilisation des séries GPS dans la correction des tendances du niveau marin obtenues des marégraphes. Les incertitudes obtenues des vitesses verticales GPS sont de l'ordre de 0.5 mm/an ce qui est significativement inférieur à d'autres analyses de ce type. La méthode altimétrie moins marégraphie mise au point offre donc des perspectives intéressantes dans la détermination précise des mouvements verticaux côtiers où il n'existe pas de mesures géodésiques.

La flèche littorale du Cap Ferret s'est édifiée au cours des derniers 3 000 ans, à la faveur du ralentissement de l'élévation du niveau global des océans. Depuis 250 ans, les cartes marines révèlent une importante instabilité de l'extrémité libre de la flèche, à laquelle les travaux présentés dans ce mémoire tentent d'apporter une explication physique. Dans un premier temps le croisement des données cartographiques avec des données environnementales révèle la synchronisation des déplacements de la flèche avec d'une part l'Oscillation Nord Atlantique (NAO), et, d'autre part, les structuations décennales à multidécennales de la vitesse de l'élévation du niveau de l'Atlantique Nord-est. Les processus sous-jacents à cette synchronisation sont alors détaillés avec un modèle numérique de transport sédimentaire. Puis, l'érosion chronique de la flèche entre 1986 et 2016, ainsi que les mécanismes d'évolution de la plage océanique de la Pointe du Cap Ferret sont décrits et quantifiés à l'aide de données topographiques. A l'échelle locale, ces résultats apportent des preuves tangibles du rôle du climat dans l'érosion actuelle de la Pointe du Cap Ferret. D'un point de vue plus général, ces travaux contribuent à la meilleure description des processus contrôlant l'évolution des systèmes de barrières holocènes, dans le contexte actuel d'accélération de l'élévation du niveau de la mer
Low rates of global sea level rise have allowed the Cap Ferret coastal barrier-spit to develop since about 3 000 years ago. Over the last 250 years, navigation charts attest of a significant instability of the distal end of the spit, to which the present study aims to provide a physical explanation. First, the crossing of cartographic data with meteoceanic data reveals a strong relationship of the spit-end behaviour with, on the one hand, the North Atlantic Oscillation (NAO), and, on the other hand, decadal to multidecadal variations in the rate of sea level rise in the Northeast Atlantic. Underlying processes were then investigated using a numerical model for sediment transport. Finally, the chronic erosion of the spit between 1986 and 2016, as well as the evolution mechanisms of the oceanic beach of the spit-end are described and quantified by means of topographic data. Locally, these results support the role of climate in the ongoing erosion of the spit-end. From a wider perspective, this study brings new insigths on the processes controling the evolution of Holocene barrier systems, in the present context of an accelerating sea level rise

Le but de cette thèse est d'analyser plusieurs phénomènes de bord ouest de la Mer d'Arabie : (i) le cycle de vie d'un tourbillon de mésoéchelle persistant, le Great Whirl; (ii) la dynamique d'un écoulement d'eau dense (outflow) formée dans une mer adjacente, l'outflow du Golfe Persique; et (iii) une remontée d'eau profonde (upwelling) saisonnière dans la zone côtière d'Oman. Le point commun entre ces phénomènes est leur localisation sur un bord ouest océanique. Ils sont donc influencés par des forçages locaux (notamment les vents de mousson) et les forçages à distance (ondes de Rossby et tourbillons dérivant vers l'ouest). En particulier, ces derniers vont jouer un rôle particulier car la Mer d'Arabie est située à basses latitudes, ce qui implique une propagation rapide des ondes longues et tourbillons. De plus, des ondes sont continuellement excitées par le régime saisonnier des moussons. Nous avons mis au point des expériences numériques de différentes complexités en utilisant un modèle aux équations primitives. Ces expériences permettent soit de simuler de manière réaliste la dynamique complexe de la Mer d'Arabie, soit d'isoler un processus en particulier. Les résultats principaux peuvent se résumer comme suit : (i) le cycle de vie du Great Whirl est significativement impacté par les ondes de Rossby annuelles. Le rotationnel de la tension de vent joue un rôle important dans le maintien, le renforcement et la barotropisation du tourbillon. (ii) La dispersion de l'Eau du Golfe Persique (Persian Gulf Water, PGW) est déterminée par le mélange induit par les tourbillons de mésoéchelle. Précisément, ces tourbillons entrent dans le Golfe d'Oman (où se déverse la PGW), et interagissent avec la topographie. Ces interactions frictionnelles produisent des bandes de vorticité très intenses dans la couche limite de fond. Celles-ci sont arrachées et forment des tourbillons de sous-mésoéchelle. Ces tourbillons capturent de la PGW initialement située sur la pente continentale et la redistribuent dans le golfe d'Oman. Ce mécanisme donne finalement lieu à du mélange, permettant d'expliquer le gradient de salinité climatologique observé en profondeur. (iii) La dynamique de l'upwelling saisonnier au large d'Oman contraste fortement avec la dynamique des upwelling de bord est (Eastern Boundary Upwelling Systems, EBUS). En effet, les ondes de Rossby se propagent vers le large dans les EBUS et vers la côte dans l'upwelling de bord ouest d'Oman. Ces ondes modulent la réponse en température de l'upwelling forcé par le vent.Dans l'ensemble, ces résultats sont relativement spécifiques à la Mer d'Arabie. La faible extension zonale et la basse latitude de la Mer d'Arabie, ainsi que le régime de mousson des vents saisonniers en font une région particulière. La propagation rapide des ondes et tourbillons et leurs interactions avec le bord ouest façonnent les régimes de turbulence de la Mer d'Arabie
This PhD aims to investigate some western boundary processes in the Arabian Sea : (i) the life cycle of the socalled Great Whirl, a persistent mesoscale eddy; (ii) the dynamics of the Persian Gulf outflow, a marginal sea dense outflow; and (iii) the seasonal Oman upwelling, a coastal upwelling forced by summermonsoonal winds. The cornerstone of all these phenomena is their locationat a western boundary, which makes then being influenced by both localforcing (e.g., monsoonal winds) and remote forcing (Rossby waves and wesward drifting eddies). Specifically, the later are expected to impact the western boundary dynamics since the low latitude of the Arabian Sea implies a fast westward propagation of long Rossby waves and eddies. Moreover, waves are continously excited by the reversing monsoonal winds. Based on a primitive equation model, we designed numerical experiments of different complexity that allowed to either realistically simulate the dynamics in the Arabian Sea or to isolate some processes.Major findings can be summarized as follows : (i) The Great Whirl life cycle is found to be significantly paced by annual Rossby waves, although the strong monsoonal wind stress curl is of major importance to sustain the structure. (ii) The Persian Gulf Water (PGW) spreading in the Gulf of Oman and the northern Arabian Sea can be explained by the stirring done by eddies entering the Gulf. These remotely formed surface intensifed mesoscale eddies propagate into the Gulf and interact with the topography. Frictional interactions produce intense vorticity strips at the boundary that detach and roll up in the interior, forming submesoscale coherent vortices (SCV). These SCV trap PGW initially located on the slope and redistribute it in the interior. This mechanism of transport ultimately produces mixing that explains the large-scale gradient of salinity in the gulf. (iii) We find that the dynamics of the seasonal upwelling of Oman contrasts with the more deeply studied Eastern Boundary Upwelling Systems (EBUS). In particular, Rossby waves, propagating offshore in EBUS vs. onshore in this western boudary upwelling, are found to modulate the wind driven upwelling and its sea surface temperature response.Overall, these results appear to be rather specific to the Arabian Sea. The short zonal extent and the low-latitude of the Arabian Sea, as well as the seasonally reversing wind forcing are the distinguishing features of this region. Fast waves and drifting eddies and their interactions with the western boundary significantly shape the turbulent regimes of the western Arabian Sea

L’objectif de cette thèse est d’améliorer la compréhension du fonctionnement et de la structure trophique du golfe de Gabès en Tunisie. Afin de concilier exigences écologiques et exploitation des ressources marines, différents modèles écosystémiques ont été développés pour étudier sa dynamique trophique et contribuer à la réflexion sur la mise en place de plans de gestion. Un modèle trophique d’équilibre de masse « Ecospace » a été construit afin d’évaluer les conséquences écosystémiques de différentes mesures de gestion. Les résultats des simulations ont permis d’explorer les interactions entre la pêche côtière et la pêche au chalut benthique et d’identifier des zones où les mesures de gestion sont effectives. Un modèle end-to-end a également été appliqué pour expliciter la dynamique des espèces considérées, depuis le forçage climatique jusqu'à la pêche. Cette approche de modélisation consiste à forcer le modèle individu-centré « OSMOSE » par un modèle biogéochimique « Eco3MMed ». Ce modèle a permis d’établir une représentation cohérente du réseau trophique et de simuler des scénarios de gestion théoriques de mise en réserve. Le modèle end-to-end a également été utilisé pour étudier la sensibilité d’un ensemble d’indicateurs écologiques à la pression de pêche. Les résultats ont révélé que les indicateurs de taille sont les plus adaptés pour faire le suivi de l’impact de la pêche dans le golfe de Gabès. Au final, une approche comparative entre plusieurs écosystèmes méditerranéens a été mise en place avec le modèle EcoTroph pour comparer leurs structures trophiques et explorer les effets de plusieurs niveaux d’exploitation par l’analyse de leurs spectres trophiques
The objective of this thesis is to improve the understanding of trophic structure and functioning of the gulf of Gabes in Tunisia. In order to reconcile environmental concerns and exploitation of marine resources, different ecosystem models have been developed to study the ecosystem dynamics and contribute to the discussion on the implementation of management plans. A spatial and temporal dynamic model “Ecospace” was built to evaluate the ecosystem consequences of different management measures based on scenarios derived from the current regulation. The results of simulations allowed to investigate the interactions between coastal and benthic trawl fishing and to identify areas where management measures are effective. An end-to-end model has been applied to the gulf of Gabes ecosystem to represent the dynamics of 11 high trophic level species, from climate forcing to fishing.This modelling approach consists in forcing the individual-based model "OSMOSE" by a biogeochemical model "ECO3M-Med". This model allowed to establish a coherent representation of the food web and simulate theoretical management scenarios of spatial fishing closure. The end-to-end model has also been used to study the sensitivity of a set of ecological indicators to fishing pressure. The simulation of different levels of fishing mortality showed that size indicators were the most relevant to monitor the impact of fishing in the gulf of Gabes. Finally, a comparative approach between several Mediterranean ecosystems was applied using the EcoTroph model to compare their trophic structures and explore the effects of different levels of fishing pressure through the analysis of their trophic spectra

Les fluctuations du climat et du niveau marin, de plus ou moins grande amplitude, influencent le taux d’érosion sur le continent, le transport de sédiment vers l’océan et sa distribution vers le bassin profond. Les canyons sous-marins, structures érosives de premier abord, sont les zones de transfert privilégiées entre le plateau continental et le bassin profond. Peu d’études se sont concentrées sur la relation entre le remplissage des canyons, l’acheminement des sédiments et les variations du niveau marin. La chronologie de leur mise en place et de leur évolution aux échelles de temps géologiques restent également largement spéculatifs. Ce travail est consacré à la genèse des canyons sous-marins au Plio-Quaternaire sur les marges de l’Ebre et du Golfe du Lion, en Méditerranée occidentale. Cette genèse intervient après la crise de salinité messinienne, qui a conduit au démantèlement par érosion continentale des marges méditerranéennes. Après une initiation par érosion régressive au Pliocène, les canyons sous-marins connaissent un développement majeur lors de la mise en place des cycles climatiques de 100 ka au Quaternaire, en lien avec l’amplification des oscillations du niveau marin pouvant atteindre 150 m. L’utilisation et la comparaison de données sismiques (2D et 3D) de résolution et pénétration différentes, couplées à des calages chrono-stratigraphiques par forages, permettent de mettre en évidence le lien important entre les cycles climatiques de Milankovitch (principalement 100 et 41 ka) et l’architecture des têtes de canyons. Les changements rapides du climat et du niveau marin (cycles de Bond) ont également une influence importante sur le flux sédimentaire et les processus de transport, ainsi que sur la connexion/déconnexion avec les systèmes fluviatiles
Climate and sea-level changes with various magnitudes control continental erosion, sediment transport and its delivery to the deep basin. Submarine canyons, that are erosional features at a first glance, are conduits for sediment transport from the continental shelf to the deep sea. Little studies focused on the relationship between canyon infill, sediment delivery and sea-level variations. The chronology of canyon development and evolution through geological time remains speculative. This thesis is dedicated to the understanding of the genesis of submarine canyons in the western Mediterranean Sea during the Plio-Quaternary. This period occurred after the major erosion of Mediterranean continental margins during the Messinian Salinity Crisis. Canyons were initiated by retrogressive erosion during the Pliocene. They further developed in relation with the amplification of sea-level changes during the Quaternary (up to 150 m). The results are based on a large range of 2D and 3D seismic data resolution and chrono-stratigraphic constraints. The stratigraphic signature of Milankovitch (mainly 100 and 40 ka) is revealed within canyon heads. Rapid climate and sea-level changes (Bond Cycles) have also a distinct signature by controlling the type and amount of sediment delivered in canyon heads, and the connection/disconnection with fluvial systems

Nous avons caractérisé et estimé les erreurs du modèle océanique barotrope MOG2D en réponse aux incertitudes sur les forçages météorologiques à haute fréquence (pression et vent ARPEGE), dans le Golfe de Gascogne et la Manche. Les covariances d'erreur sont obtenues par méthode d'ensemble sous forme d'EOFs d'ensemble multivariés. En Manche, les erreurs océaniques sont fortement liées aux erreurs de vent, tandis que sur le Golfe de Gascogne elles sont surtout contrôlées par les incertitudes sur la pression. Puis ces statistiques d'erreur sont utilisées dans le système d'assimilation de données à ordre réduit SEQUOIA/MOG2D pour évaluer le contrôle du modèle via des expériences jumelles, dans différentes configurations du système et dans plusieurs scenarii de réseau d'observation in situ et altimétriques. Moyennant une correction du forçage atmosphérique, les réseaux marégraphiques permettent un contrôle efficace de l'erreur modèle et apparaissent complémentaires des réseaux de radars HF.

L’estuaire du Wouri, situé au coeur du Golfe de Guinée et ouvert sur l’océan Atlantique est soumis à un large éventail d’influence atmosphérique, océanique, continentale et anthropique à différentes échelles de temps (court et long-terme) contrôlant son évolution. La première partie de cette thèse, axée sur des archives remontant au 20ème siècle, a permis de reconstituer l’histoire de l’évolution du littoral estuarien du Wouri. Parallèlement, pour déterminer les tendances d’évolution des hauteurs d’eau, quantifier et qualifier la cinématique du trait de côte et des fonds dans l’estuaire, un travail d’inventaire, de numérisation et d’analyse des documents historiques a été réalisé. Ceci a permis d’enregistrer une évolution du niveau moyen à un rythme d’environ 25mm/an en 17 ans (2002 – 2019). Les résultats ont révélé une prédominance des variations dominées par l’érosion en aval et inversement par l’accrétion en amont, sur la période de 64 ans (1948-2012). Ces tendances sont accentuées par la présence de facteurs amplificateurs (pression anthropique et changement climatique). Afin d’étudier les processus hydrodynamiques et sédimentaires à court terme, une modélisation numérique de la propagation de la marée et la distribution des salinités et des sédiments fins a été réalisée à l’aide de TELEMAC 3D (calibré et validé grâce aux mesures in-situ acquises au cours de l’année 2019). La marée a montré une asymétrie dominée par le jusant dans sa partie inférieure et inversement par le flot dans sa partie supérieure. La distribution de la salinité a permis de caractériser l’estuaire de bien mélangé en vive-eau, particulièrement en étiage à stratifié en morte eau, particulièrement en période de crue. Les variations saisonnières, du régime fluvial ont montré une migration longitudinale de la position de la zone de turbidité maximale : déplacement en amont pendant les étiages et en aval pendant les crues avec pour conséquence une exportation massive de sédiments dans la partie intermédiaire et aval de l’estuaire. Dans un contexte actuel du changement climatique associé aux forts impacts anthropiques, cette étude souligne la nécessité de l’utilisation des archives historiques, de données in-situ couplées à un modèle numérique pour mieux comprendre l’évolution passée et actuelle de l’hydrodynamique et de la dynamique sédimentaire
The Wouri estuary, located in the heart of the Gulf of Guinea and open to the Atlantic Ocean, is subject to a wide range of atmospheric, oceanic, continental and anthropic influences at different time scales (short and long term) controlling its evolution. The first part of this thesis, based on archives dating back to the 20th century, allows us to reconstruct the history of the evolution of the Wouri estuary coastline. At the same time, in order to determine the evolution trends of the water levels, to quantify and qualify the kinematics of the coastline and the bottoms in the estuary, an inventory, digitization and analysis of historical documents was carried out. This allowed to record an evolution of the average level at a rate of about 25mm/year in 17 years (2002 - 2019). The results revealed a predominance of variations dominated by erosion downstream and conversely by accretion upstream, over the 64-year period (1948-2012). These trends are accentuated by the presence of amplifying factors (anthropogenic pressure and climate change). In order to study the hydrodynamic and sedimentary processes in the short term, a numerical modeling of the tidal propagation and the distribution of salinities and fine sediments was performed using TELEMAC 3D (calibrated and validated thanks to in-situ measurements acquired during 2019). The tide showed an asymmetry dominated by the ebb in its lower part and inversely by the flood in its upper part. The distribution of salinity allowed to characterize the estuary from well mixed in spring tide, particularly in low water to stratified in neap tide, particularly in flood period. Seasonal variations of the river regime have shown a longitudinal migration of the position of the maximum turbidity zone : upstream during low water and downstream during high water with a massive export of sediments in the intermediate and downstream part of the estuary. In a current context of climate change associated with strong anthropogenic impacts, this study highlights the need to use historical archives, in-situ data coupled with a numerical model to better understand the past and present evolution of hydrodynamics and sediment dynamics

La Côte Nord de l’Estuaire et du Golfe du St. Laurent (Québec, Canada) est caractérisée par une série de complexes deltaïques mis en place en contexte de chute de Niveau Marin Relatif (NMR) forcée par le rebond glacio-isostatique, lors du retrait des marges de l’Inlandsis Laurentidien. L’étude de trois complexes deltaïques montre qu’un motif d’évolution morphostratigraphique contrôlé par le retrait des marges glaciaires prévalait au premier ordre. Le premier stade de sédimentation se caractérise par la mise en place de cônes d’épandage juxtaglaciaires sous-aquatiques. Leur localisation au front de la marge glaciaire fait que la répartition spatiale des corps sédimentaires montre localement un empilement en rétrogradation. Dès l’émergence d’un front glaciaire continental, des deltas proglaciaires se développent en contexte de chute de NMR, formant des lobes dont l’altitude décroît vers le bassin. Ces derniers sont initialement associés à un système fluviatile en tresse alimenté en sédiments glaciogéniques par les marges glaciaires en retrait. Malgré des taux de chute de NMR de plusieurs cm/an, aucune incision fluviatile n’est observée à ce stade et la dynamique de transfert est prédominante du fait des forts taux d’apports sédimentaires. Plus tard, à la suite du retrait des marges glaciaires hors des bassins versants, le remaniement paraglaciaire se développe du fait de la réduction drastique des apports en eaux et sédiments. Le système fluviatile, devenu méandriforme, s’encaisse dans les anciens dépôts deltaïques maintenant inactifs et les bordures de deltas sont remaniées par les processus littoraux (plages soulevées, terrasses marines). Cette étude révèle que la majorité du volume de ces complexes deltaïques (10-20 km3) est mis en place en quelques milliers d’années seulement, immédiatement après la déglaciation ; le remaniement paraglaciaire n’ayant contribué à l’accrétion deltaïque que très marginalement. La modélisation numérique (Dionisos) valide les différents forçages identifiés par l’analyse morphosédimentaire. Une synthèse des complexes deltaïques à l’échelle de toute la Côte Nord du St. Laurent a permis de catégoriser 21 complexes deltaïques en 4 scénarios d’évolution morphosédimentaire, directement liés à la dynamique de retrait de la marge glaciaire. Leur décryptage offre une clef de lecture originale pour l’historique du retrait des marges glaciaires de l’Inlandsis Laurentidien sur la période 12-7.5 ka cal BP
The North Shore of the St. Lawrence Estuary and Gulf is characterized by the presence of deltaic complexes that were emplaced under falling Relative Sea Level (RSL) forced by the glacio-isostatic rebound, immediately after the retreat of the Laurentide Ice Sheet (LIS) margin. The study of three deltaic complexes reveals that a common morphostratigraphic evolution forced by the retreat of the LIS prevailed for the edification of these structures, reflecting the retreat of the LIS margin. The emplacement of subaqueous outwash fans beyond the retreating or stillstanding glaciomarine margin constitutes the first stage of this evolution. As tied to the ice-margin position, these fans are characterized in places by a backstepping stacking pattern, in spite of the forced regressive setting. From the emergence of a continental ice front, the proglacial deltaic system develops and forms lobes staged accordingly to the RSL fall. These deltaic systems actively prograde at that time because they are fed in glaciogenics by the retreating LIS margin through braided meltwater streams. In spite of the RSL fall reaching several centimeters per years, no fluvial entrenchment occurs mainly owing to the significant amount of sediment supply. Later, when the LIS margin retreats from the drainage basins of feeding rivers, fluvial systems experience a drastic drop in sediment supply that forced the interruption of the deltaic progradation and the onset of paraglacial reworking. The paraglacial reworking consists in the entrenchment of a meandering fluvial system within former deltaic deposits and shows the prevalence of shallow-marine processes (waves, tides) at the delta rim (raised beaches, marine terraces). This study reveals that the bulk of the deltaic volume (c.a. 10-20 km3) for each complex was emplaced in only a few thousands of years following the LIS margin retreat when the latter was still located in the drainage basin. The paraglacial reworking had a minor influence on the deltaic accretion. A forward stratigraphic model (Dionisos) is used to validate the variety of forcing as understood from the sedimentary analysis. A synthesis including 21 deltaic complexes of the St. Lawrence North Shore allowed the establishment of a fourfold categorization. This scheme of deltaic evolution was used in order to refine the position of the LIS margin retreating upland for a period ranging from 12 to 7.5 ka cal BP