Th. 3e cycle--Océanogr. phys.--Brest, 1977. N°: 76.

Cette étude vise à estimer l'impact des échelles dynamiques, allant de la grande à la sub-mésoéchelle, sur la structure et le fonctionnement de l'écosystème planctonique, en s'appuyant sur la modélisation. Elle se situe en Atlantique Nord-Est dans le cadre du programme POMME. Une première partie étudie le cycle saisonnier de l'écosystème à partir d'une configuration 1D. En moyenne, le modèle montre un cycle annuel marqué, avec des flux de régénération importants, contraint par l'évolution de la profondeur de couche de mélange (MLD). Le modèle reproduit les variations méridiennes du cycle saisonnier et de l'amplitude des flux liées à la variabilité spatiale de la MLD. Une seconde partie, basée sur une configuration 3D, montre un écosystème contrasté entre les tourbillons à mésoéchelle et les eaux ambiantes. A sub-mésoéchelle, de forts gradients de MLD et de vitesses verticales modifient les apports de nutriments ainsi que la disponibilité en lumière, et donc la production primaire. Les trois échelles considérées ont une influence significative sur la distribution et la production planctonique, influence qui varie au cours du cycle saisonnier.

Cette thèse combine données et modélisation numérique pour étudier l'océan superficiel et la moyenne échelle océanique dans le cadre de leurs interactions avec l'atmosphère. Elle repose sur le jeu de données exceptionnel collecté au cours du programme POMME (Atlantique nord-est, 2000–2001), et dont sont issus en particulier des flux de surface très réalistes. Le modèle numérique est une version régionale et à haute résolution du modèle aux équations primitives OPA.<br />Les processus impliqués dans l'évolution de la température et de la salinité dans la couche de mélange, ainsi que dans le détraînement d'eau entre la couche de mélange et la pycnocline, sont examinés. Un des résultats importants est que le détraînement n'a pas lieu le long d'une hypothétique discontinuité de profondeur de couche de mélange hivernale, mais dans des structures de submésoéchelle. Sa valeur est estimée à un peu moins de 1 Sv en moyenne sur la zone. Afin de prolonger la durée de la simulation, une méthode originale d'assimilation de courant a été implémentée dans le modèle. Elle donne d'excellents résultats et ouvre des perspectives prometteuses pour l'océanographie opérationnelle.

L'objectif de cette thèse était d'identifier certains processus liés au fonctionnement des nourriceries de la<br />sole Solea solea (L.) dans les pertuis Charentais, bassin ostréicole de 1er rang européen et nourriceries majeures<br />pour la sole du golfe de Gascogne. Les juvéniles de la sole dépendent d'habitats côtiers et estuariens, ce qui<br />implique (i) une capacité d'adaptation à la variabilité environnementale de ces milieux et (ii), l'accès à l'intégralité<br />d'un habitat essentiel au cycle biologique de l'espèce. La nourricerie réalisée rend compte des ajustements que le<br />poisson doit opérer entre les contraintes liées à l'habitat et sa capacité à gérer ces contraintes, à travers la<br />sélection des aires de nourrissage, de repos et de refuge. Couplant travaux de terrains et expériences en<br />mésocosme, des méthodes basées sur des estimateurs intégratifs ont été retenues, taux de croissance, indice de<br />condition de Fulton et statut endocrine de ces poissons. Ces résultats ont été confrontés à une approche<br />comportementale visant à déterminer comment les soles utilisent l'espace (pistage par télémétrie acoustique) et<br />accèdent à la nourriture (régime alimentaire et estimation de la ration en équivalent carbone) dans un habitat sous<br />influence conchylicole.<br />La croissance des juvéniles du pertuis Breton, sub-maximale durant la période de croissance rapide, tend<br />vers un plateau autour de l'équinoxe d'automne. Une expérience en mésocosme confirme que la température in<br />situ ne peut entraîner ce ralentissement de la croissance. Or en même temps, ces juvéniles présentent une<br />condition médiocre, les niveaux d'hormones thyroïdiennes circulantes les plus faibles et l'activité alimentaire la plus<br />basse de l'année. Cet état suggère des contraintes propres à la mer des Pertuis, système de baies semi-fermées<br />sous influence modérée de panaches estuariens. Il semble qu'un environnement marin moins favorable en fin d'été<br />et/ou des effets en cascade sur le réseau trophique ne permettent pas à l'intégralité de la classe d'âge 0 d'y grandir<br />en fonction des potentialités de l'espèce. Dans le contexte climatique actuel néanmoins, une partie d'entre eux est<br />capable d'hiverner dans ces nourriceries où ils recouvrent des niveaux hormonaux élevés et restaurent leur activité<br />alimentaire. Les contraintes environnementales des pertuis Charentais, si elles sont d'ordre à moduler la<br />croissance des soles, ne semblent pas altérer leur comportement. Nous avons pu montrer par une expérience en<br />mésoscosme que ni l'effet des structures d'élevage, ni celui des modifications d'habitat liées à la biodéposition ne<br />restreignent l'accès aux zones placées sous emprises ostréicoles. Vérifier ces résultats en mer sera nécessaire<br />avant de conclure que les juvéniles accèdent à l'intégralité des nourriceries dans les pertuis Charentais. Toutefois,<br />deux cycles d'alimentation de 30 h dans le pertuis d'Antioche démontrent la capacité de très jeunes soles à ajuster<br />leurs rythmes d'activité et l'intensité de la prise alimentaire selon, vraisemblablement, le contexte hydrodynamique,<br />qu'il soit imposé par le cycle des marées de quinzaine ou par le vent. Cela a également permis une première<br />estimation de la ration journalière des jeunes soles en carbone organique, ce qui permettra de compléter les<br />modèles de réseau trophique actuellement développés. Enfin, l'infestation importante des soles des pertuis par les<br />métacercaires d'un Bucephalidae, enkystées dans différents organes sensibles, révèle des interactions biotiques<br />inattendues. Les cercaires de ce parasite étant propagées par les élevages de moules, cette parasitose donne un<br />nouvel éclairage aux interactions existant entre la fonction de nourricerie des habitats côtiers et la conchyliculture.

L'expérience POMME (Programme Océan Multidisciplinaire Méso-échelle) a étudié pendant<br />un an une région de l'Océan Atlantique Nord-Est situé entre les Açores et la Péninsule<br />Ibérique afin de comprendre les processus qui font de cette région l'un des principaux puits de<br />dioxyde de carbone atmosphérique. Ce travail décrit la circulation océanique à méso-échelle dans<br />POMME. Des trajectoires de flotteurs lagrangiens de subsurface et de flotteurs ARGO sont utilis<br />ées pour identifier des structures tourbillonnaires et déterminer leur évolution. Combinées à<br />d'autres observations par analyse objective multi-données, elles fournissent des champs synoptiques<br />de la circulation horizontale, dans lesquels les transports turbulents sont estimés par diagnostics<br />lagrangiens. Une configuration régionale du modèle MICOM a été mise en place pour<br />produire une réanalyse de la circulation dans POMME en assimilant les trajectoires des flotteurs<br />lagrangiens. Des méthodes spécifiques ont été développées pour tenir compte du caractère lagrangien des observations dans des techniques d'assimilation séquentielle et variationnelle

Contrairement au requin mako, l´évolution des débarquements de requins peau bleue en Atlantique nord-est a connu une augmentation durant les deux années 2012 et 2013. Les requins vendus à la criée sont majoritairement juvéniles, l´âge de maturité étant tardif chez les deux espèces. Les stratégies alimentaires du peau bleue et du mako ont été étudiées par des analyses des contenus stomacaux associés aux isotopes stables. Le large spectre de proies identifiées confirme le caractère généraliste et opportuniste de leur alimentation. Les résultats indiquent que les céphalopodes sont les proies principales du requin peau bleue et que les téléostéens, en particulier le balaou de l´Atlantique (Scomberesox saurus), sont les principales proies du requin mako. Leur place de prédateurs supérieurs dans l´écosystème marin pélagique a été confirmée par leur niveau trophique à partir, 1) des contenus stomacaux : 4,8 pour le requin bleue et à 5,0 pour le requin mako, et 2) des ratios isotopiques : 5,2 et 5,3 respectivement. Les signatures isotopiques ont montré certaines incohérences en terme de fractionnement entre les requins et leurs principales proies qui peuvent s´expliquer par le caractère opportuniste et migratoire des requins mais également par leur métabolisme. Les teneurs en mercure total (Hg) observées dans la chair consommée des requins peau bleue et requin mako sont, en moyenne, en dessous du seuil limite autorisé par l´Union Européenne (1 mg/kg de chair fraîche). Cependant, les grands individus accumulent des quantités élevées, les requins peau bleue de plus de 248 cm et les requins mako de plus de 178 cm s´avérant majoritairement impropres à la consommation. / Over the past two years, landings of mako have decreased and those of blue shark increased. The sharks landed in a fish market are mainly juvenile, the maturity age being late for both species. Feeding strategies were studied for blue shark and shortfin mako on the basis of stomach content and stable isotope analyses. The high number of identified prey species confirms these sharks’generalist and opportunistic diet. Results showed that cephalopods were the main prey for blue shark, while teleosts, especially Atlantic saury (Scomberesox saurus), were the main prey for shortfin mako. Their top-predator status in the marine pelagic ecosystem was confirmed by their estimated trophic levels from 1) stomach content analyses: 4.8 for blue shark and 5.0 for shortfin mako, and 2) stable isotope ratios: 5.2 and 5.3 respectively. The stable isotope ratios showed some incoherence in fractioning between sharks and their prey. This may be explained by their opportunistic diet and the migratory behaviour of shark, associated with their metabolism. The mercury mean level in the muscle of blue shark and shortfin mako was below the maximum limit allowed by the European Union (1mg/kg fresh meat). However, large sharks showed higher mercury levels. Shark meat was considered unfit for human consumption for blue shark bigger than 248 cm and for shortfin mako bigger than 178 cm. Some tests were undertaken under real longline fishing conditions to investigate ways to reduce shark catches. The results showed that electromagnetic waves were ineffective to reduce catches of blue shark.

La théorie de la tectonique des plaques implique que les plaques lithosphériques soient rigides. Or les reconstructions de l'ouverture de l'océan Atlantique NE, utilisant deux plaques rigides (Eurasie et Groenland), conduisent à des zones de recouvrement. De plus, l'ouverture océanique de la zone située entre l'Islande et la zone de fracture de Jan Mayen (JMFZ) fut très complexe, incluant la formation progressive du microcontinent de Jan Mayen (JMMC) et un saut de ride. J'ai développé une méthode de reconstruction palinspastique d' ouverture de l'Atlantique NE, à partir de données d'anomalies magnétiques et de zones de fracture, méthode qui permet d'obtenir un bon ajustement des anomalies magnétiques. Le modèle prédit des différences de direction et de taux d'ouverture entre les segments océaniques. Cette ouverture différentielle a induit des mouvements décrochants sénestres le long des zones de fractures océaniques, compatibles avec le développement de structures compressives le long de la marge continentale européenne, (1) de l'Éocène inférieur à l'Oligocène supérieur, le long de la zone de fracture des îles Féroé (FFZ), et (2) de l' Éocène supérieur à Oligocène inférieur, et au Miocène, le long de la JMFZ. Aussi,j'ai mis en évidence, par une étude de terrain, une réactivation Cénozoïque en dextre de la Great Glen Fault, en Ecosse, que j'interprète comme étant due aux mouvements senestres le long de la FFZ. Je suggère également que les forces motrices proviennent du point chaud, actuellement sous l'Islande, qui était en mesure de générer une ouverture différentielle de l'Atlantique NE et les déformations compressives de la marge continentale européenne.