La région d’Annaba, située dans la partie Nord Orientale de l’Algérie, renferme dans son sous-sol des ressources en eau assez importantes qui représentent un grand intérêt pour l’alimentation des populations en eau, pour l’agriculture et l’industrie. Ce site subit aujourd’hui une pression anthropique progressive qui devient inquiétante. En effet, l’exploitation en continu de la nappe a entraîné une dégradation de la qualité des eaux et a influencé négativement l’équilibre hydrodynamique de l’aquifère. Elle a eu également pour conséquence l’apparition de biseaux salés menaçant même à brève échéance et l’exploitation de la nappe et le bon fonctionnement des zones humides.Sur la base des résultats analytiques obtenus pour des séries d’échantillonnages, de périodicité plus au moins régulière, réalisés sur les principaux réseaux de mesure, nous avons tenté d’identifier les principaux facteurs qui influencent l’évolution de la qualité physico-chimique des eaux et de délimiter l’avancée du biseau salé. Dans cette recherche, les modèles de simulation numérique se sont avérés comme des outils très performants pour comprendre le fonctionnement hydrodynamique des aquifères de la région d’Annaba, située au Nord Est de l’Algérie, en tenant compte des hétérogénéités des milieux. Ils ont permis également de mettre en évidence une vulnérabilité des aquifères dans les secteurs côtiers où l’on observe des débits entrants par la mer et des flux de concentration en chlorures assez importants. Les impacts négatifs sur les eaux souterraines et sur les écosystèmes peuvent devenir catastrophiques si aucune mesure n’est prise pour juguler le problème. Les modèles basés sur les réseaux de neurones artificiels sont apparus comme un moyen très puissant pour élaborer des relations prévisionnelles entre les différents indicateurs de la gestion des ressources en eau dans la région. Dans ce contexte de forte demande en eau, seule une démarche intégrée offre la possibilité de gérer ces ressources dans le respect du milieu naturel, des intérêts des citoyens et de ceux des acteurs économiques. Les recherches effectuées répondent à cette nécessité d’intégration, depuis la localisation et l’évaluation des ressources souterraines, jusqu’à la protection de leur qualité, mais tout en évaluant les éventuels effets néfastes. Dans cette recherche, un nouveau modèle de gestion intégrée de l'eau a été développé basé sur la relation de cause à effet abordant le cycle entier de l'eau. Des variables hydrologiques ont été développées et classées en cinq catégories qui sont d'ordre socio-économique, des contraintes de pollution, de qualité de l'eau, d'impact de l'activité humaine et de la gestion de l'espace urbain et agricole. Les variables pertinentes ont été caractérisées en utilisant les réseaux de neurones artificiels. Il a été démontré qu'une combinaison de mesures pratiques est nécessaire pour assurer la gestion durable de l'eau. / The region of Annaba, situated in the North East of Algeria, contains in its underground water resources that represent a significant enough interest to feed people, water for agriculture and industry. This site is currently undergoing a gradual anthropogenic pressure becomes worrisome. Indeed, the continuous operation of the water has caused deterioration of water quality and negatively influenced the hydrodynamic equilibrium of the aquifer. It has also ensured the emergence of salt wedges even threatening in the short term and exploitation of the water and the proper functioning of wetlands.Based on the analytical results obtained for series of samples of more or less regular intervals, performed on the main measurement networks, we tried to identify key factors influencing the evolution of the physico-chemical water and delineate the advancing salt wedge. In this research, simulation models have proved to be very powerful tools to understand the hydrodynamic functioning of aquifers in the region of Annaba, situated north east of Algeria, taking into account the heterogeneity of environments. They have also highlighted a vulnerability of aquifers in coastal areas where there is inflow of the sea and stream chloride concentration large enough. The negative impacts on groundwater and ecosystems can become catastrophic if nothing is done to curb the problem.Models based on artificial neural networks have emerged as a powerful way to develop predictive relations between the different indicators of the management of water resources in the region. In this context of strong demand for water, only an integrated approach offers the possibility to manage these resources while respecting the natural environment, citizens' interests and those of economic actors. The research meets this need for integration, since the location and evaluation of groundwater resources, to protect their quality, but while evaluating the potential adverse effects. In this research, a new model of integrated management of water has been developed based on the relation of cause and effect addressing the entire cycle of water. Hydrological variables were developed and classified into five categories which are socio-economic constraints of pollution, water quality, impact of human activity and management of urban space and agriculture. The relevant variables were characterized using artificial neural networks, risk assessment on human health and the expert opinion. It has been demonstrated that a combination of practical measures necessary to ensure the sustainable management of water.

L'océan côtier subit la convergence de nombreuses perturbations anthropiques, avec le changement climatique en première ligne. Le réchauffement, l'acidification de l'océan, l'eutrophisation et la désoxygénation se combinent en menaçant les écosystèmes côtiers et les activités humaines associées. Malheureusement, la très forte hétérogénéité spatiale et temporelle de l'océan côtier limite la compréhension des processus biogéochimiques impliqués et leurs réponses face aux perturbations anthropiques. Les bases de données actuelles d'observations côtières sont encore insuffisantes et les modèles biogéochimiques océaniques globaux ont longtemps été inadaptés à l'étude de l'océan côtier global. En effet, la résolution spatiale de ces modèles était trop grossière pour résoudre de manière pertinente les processus de petites échelles. L'augmentation de la puissance de calcul des supercalculateurs permet l'utilisation de grilles de modèle plus fines adaptées à l'étude de l'océan côtier. Dans cette thèse, nous proposons d'étudier l'évolution au cours des dernières décennies de la biogéochimie de l'océan côtier à l'échelle globale à l'aide du modèle couplé physique-biogéochimie NEMO-PISCES. Après une évaluation de la représentation globale de la biogéochimie côtière et du cycle du carbone côtier dans notre modèle océanique, nous estimons le rôle actuel de l'océan côtier dans l'absorption océanique de carbone anthropique et nous étudions l'impact de la perturbation anthropique des apports fluviaux sur la biogéochimie côtière. En utilisant 3 grilles de résolutions spatiales différentes (200 km, 50 km et 25 km), il a été estimé que l'utilisation de la grille de 50 km représente le meilleur compromis entre les trois résolutions testées et que le passage à 25 km ne montre pas d'améliorations significatives des champs biogéochimiques côtiers évalués. Après cette première évaluation, le puits de carbone anthropique de l'océan côtier a été estimé pour la première fois à partir d'un modèle 3D global. L'océan côtier absorberait ainsi seulement 4,5 % du carbone anthropique absorbé par l'océan global pour la période 1993-2012 alors qu'il représente 7,5 % de la surface océanique globale. L'absorption côtière est réduite par l'export limité du carbone anthropique vers l'océan ouvert ne permettant pas de réduire la concentration moyenne de carbone anthropique des eaux côtières au niveau de celle de la couche de mélange de l'océan ouvert. Enfin, les effets de la perturbation anthropique des apports fluviaux sur la biogéochimie côtière ont été jugés limités quant intégrés à l'échelle côtière globale. Cependant, ces perturbations sont très contrastées régionalement. La mer du Nord présente des variations biogéochimiques mineures du fait de la tendance locale modérée appliquée aux apports fluviaux en nutriments, comparée à la mer de Chine de l'Est où la forte augmentation des apports fluviaux provoque d'importants phénomènes de désoxygénation et d'acidification. / The coastal ocean suffers from the convergence of multiple anthropogenic stressors with climate change at the forefront. Combined stresses from global warming, ocean acidification, eutrophication and deoxygenation threaten coastal ecosystems and thus their services that humans rely on. Unfortunately, the coastal ocean's large spatiotemporal heterogeneity limits our understanding of the biogeochemical processes involved and their responses to anthropogenic perturbations. The current database of coastal observations remains insufficient, and global biogeochemical ocean models have long been inadequate to the study of the global coastal ocean. Indeed, the spatial resolution of these models has been too coarse to resolve key small-scale coastal processes. However, continual improvements in computational resources now allow global simulations to be made with sufficiently high model resolution that begins to be suitable for coastal ocean studies. In this thesis, we propose to study the evolution of the coastal ocean biogeochemistry at the global scale over recent decades using higher resolution versions of the global physical-biogeochemical model NEMO-PISCES. After evaluating of the global representation of the coastal biogeochemistry in this ocean model, we estimate the current role of the coastal ocean in the ocean uptake of anthropogenic carbon and we study the impact of the anthropogenically driven changes in riverine inputs on the coastal biogeochemistry. From simulations made at 3 different spatial resolutions (200 km, 50 km, 25 km), we esteem that the 50-km model grid offers the best compromise between quality of results and computational cost. The upgrade to 25 km does not appear to provide significant improvement in model skill of simulating coastal biogeochemical fields. After evaluating the model, we provide an estimate of the coastal-ocean sink of anthropogenic carbon, the first study to do so with a global 3-D model. In our simulation, the coastal zone absorbs only 4.5% of the anthropogenic carbon taken up by the global ocean during 1993-2012, less than the 7.5% proportion of coastal-to-global-ocean surface areas. Coastal uptake is weakened due to a bottleneck in offshore transport, which is inadequate to reduce the mean anthropogenic carbon concentration of coastal waters to the average level found in the open-ocean mixed layer. Finally, the anthropogenic perturbation in riverine delivery of nutrients to the ocean has limited impact on the coastal carbon cycle when integrated across all coastal regions, but locally it can induce sharp biogeochemical contrasts. For example, the North Sea shows minor biogeochemical changes following the moderate local trend in nutrient riverine inputs, which is in dramatic contrast to the East China Sea where extensive deoxygenation and acidification are driven by sharp increases in riverine nutrient inputs.

Ce mémoire de thèse a pour but de présenter un modèle de prédiction du transport des algues en mer le long des côtes. La méthode choisie a été d'utiliser un code industriel eulérien pour prédire l'écoulement moyen sur une grande surface, et d'ensuite ajouter un modèle lagrangien pour prédire le mouvement des particules individuelles. Ce modèle lagrangien comporte trois étapes. Premièrement, les caractéristiques moyennes du fluide trouvées avec le modèle eulérien sont utilisées pour alimenter un modèle stochastique pour trouver les vitesses turbulentes du fluide à l'emplacement des particules modélisant les algues. Ensuite ces vitesses turbulentes sont utilisées à travers les composantes de la force de traînée, de l'inertie, de la force de Basset et de la poussée d'Archimède pour trouver les vitesses des corps. La dernière étape consiste à utiliser ces vitesses des corps pour calculer leurs trajectoires. Une méthode avec un intégrateur exact a été développée pour résoudre ces équations. Ce modèle a ensuite été validé grâce à deux expériences. Dans la première expérience, des sphères de tailles différentes ont été lâchées dans deux fluides avec des densités différentes, où une turbulence stationnaire quasi-homogène a été générée en utilisant une paire de grilles oscillantes. Dans la deuxième expérience des particules sphériques ont été lâchées dans un écoulement non homogène. Cet écoulement a été obtenu en obstruant partiellement un canal, afin qu'une zone de recirculation soit générée. Le modèle de transport des particules a ensuite été testé sur des simulations d'un écoulement réel le long des côtes normandes, dans lequel des particules numériques représentant des algues ont été lâchées / The aim of this PhD thesis was to develop a model to predict the motion of algae in sea waters along a coastline. The method chosen was to use a large Eulerian industrial code to model the mean flow, and add Lagrangian model to predict the motion of individual particles. This Lagrangian modelis a three-step model. In the first modelling step, the mean flow characteristics at the location of the particles (solid bodies modelling the algae) are extracted from the Eulerian model and imputed into a stochastic model to find the turbulent fluid velocities. These fluid velocities are used in the second step to solve for the solid body velocities, by solving for the drag, momentum, buoyant and Basset history forces. The final modelling step is to use these solid body velocities to calculate the trajectories of particles. An exact integrator method was then developed to solve for these equations. The model was then validated using two experiments. Firstly sphere of different size were released in fluids of different densities, where a stationary quasi-homogeneous turbulence. This turbulence was generated by oscillating a pair of grids. In the second experiment spherical particles were released in anon-homogeneous turbulent flow. This flow was achieved by partially obstructing a channel, so that a recirculation zone was generated. The particle transport model was then tested numerically using the simulations of a real flow along the coasts of Normandy where numerical particles representing algae were released

L'objectif de ce travail est de préciser les processus responsables de la salinisation des aquifères côtiers captifs en réponse aux variations du niveau marin (passées, futures) et aux pressions anthropiques. <br />Cette étude a été réalisée sur l'aquifère profond captif de Camargue dans le cadre de l'ORE RESYST. Cet aquifère présente des salinités élevées atteignant celle de la Méditerranée à proximité de la côte. Deux approches ont été menées conjointement : (i) une étude hydrodynamique en régime permanent et transitoire pour préciser le fonctionnement hydrogéologique de l'aquifère (flux, conditions aux limites, propriétés hydrodynamiques) et (ii) un suivi des traceurs naturels hydrochimiques et isotopiques (18O, 2H, 13C CMTD, 3H et 14C CMTD) permettant de déterminer l'origine de la salinité de l'aquifère. <br /> Ce travail a mis en évidence le rôle de la partie libre de l'aquifère (aquifère de Crau) dans l'alimentation de l'aquifère captif. La forte augmentation de la salinité de l'aquifère captif depuis 1969 est ainsi principalement reliée à des baisses de charge naturelles ou anthropiques de l'aquifère de Crau. L'aquifère captif est soumis à des transferts de pression rapide depuis la mer mais également le Rhône qui s'accompagnent de transferts de masse très lents. En s'appuyant sur les rapports ioniques et isotopiques, ce travail a permis de démontrer que les fortes salinités de l'aquifère captif s'expliquent par un mélange eau douce/eau de mer fortement modifié par des interactions géochimiques : échanges de bases, processus de dégradation de la matière organique sédimentaire (sulfato-réduction, méthanogénèse), phénomènes de précipitations. Le temps moyen de séjour des eaux, supérieur à une cinquantaine d'année, témoigne de l'influence d'une intrusion marine ancienne en relation avec la dernière transgression marine (Holocène supérieur).

Cette thèse est divisée en deux parties, la première étant principalement basée sur des simulations numériques en génie côtier alors que la deuxième a une saveur plus théorique. Dans la première partie, des techniques d'optimisation de formes, portant sur la conception d'ouvrages de défense en mer, sont utilisées dans des problèmes du génie côtier. La protection d'une zone portuaire, dont le modèle sollicite des équations simplifiés pour la propagation de la houle, est d'abord étudiée. Ensuite, en collaboration avec le bureau d'étude Bas-Rhône Languedoc ingénierie, nous traitons un problème de protection de plage sableuse concret (Lido de Sète, Mer Méditerrannée, France). Le modèle utilisé tient compte des phénomènes de réfraction et diffraction de la houle proche des ouvrages. Dans la seconde partie, un modèle non local d'évolution de dunes immergées, initialement introduit par A.C. Fowler d'après la propagation de vagues en régime fluvial, a été étudié. L'existence et l'unicité d'une solution régulière pour la forme du fond sont obtenues à partir d'une dune initiale dans L². Notons que cette loi de conservation enfreint le principe du maximum.

Pas de résumé français / Pas de résumé anglais

Le système d'upwelling péruvien est l'un des systèmes marins côtiers les plus productifs de l’océan mondial. Le vent de surface le long de la côte est le principal moteur de l'upwelling. Cette thèse vise à étudier la variabilité du vent côtier et ses processus lors du réchauffement de la couche de surface, à différentes échelles de temps: (1) des échelles de temps interannuelles, correspondant aux événements El Niño, et (2) des échelles de temps multi-décadaires résultant du changement climatique régional. Une série de domaines emboités d’un modèle atmosphérique régional est utilisée pour simuler le vent de surface. Dans la première partie de la thèse, on étudie les processus responsables de l'augmentation, contre-intuitive, du vent observée au large du Pérou au cours de la période El Niño 1997-1998. Des expériences de sensibilité montrent que le réchauffement inh de la omogène des eaux de surface, plus important dans le nord, entraîne un gradient de pression accru le long côte, accélérant le vent. Dans une seconde partie de la thèse, l’évolution des vents côtiers est étudiée dans le scénario du «pire cas» du changement climatique RCP8.5. Forcés par le gradient de pression le long de la côte, les vents diminuent en été, tandis qu’ils s’accroissent en hiver, renforçant ainsi légèrement le cycle saisonnier. / The Peruvian upwelling system is one of the most productive coastal marine systems of the world ocean. As in other upwelling systems, alongshore surface wind is the main driver of the coastal upwelling. This thesis aims to study the coastal wind variability and the processes responsible for it during the ocean surface layer warming conditions, at different time scales: (1) interannual time scales, corresponding to El Niño events and (2) multi decadal time scales resulting from regional climate change. A suite of regional atmospheric model embedded domains is used to simulate the surface winds. In the first part of the thesis, the counter-intuitive wind increase observed off Peru during the 1997-1998 El Niño is studied. Sensitivity experiments show that the inhomogenous alongshore surface warming, larger in the north, drives an enhanced alongshore pressure gradient that accelerates the alongshore wind. In the second part of the thesis, the evolution of coastal wind changes is investigated under the “worst case” RCP8.5 climate change scenario. Mainly driven by the alongshore pressure gradient, summer winds decrease whereas winter winds increase, thus slightly reinforcing the seasonal cycle.

La variabilité et la dynamique de l'upwelling côtier du Nord du Pérou au Sud du Chili (50°S) et des courants associés (CPCC Chile Peru coastal Current et PCUC Peru-Chile Undercurrent) ont été étudiées à l'aide de données satellites et de modèles numériques. Les caractéristiques des variations le long de la côte sont séparées par une zone de transition autour de 20°S où les vents, l'upwelling et le PCUC sont particulièrement faibles. Les origines des eaux du PCUC et de l'upwelling ont également été étudiées à l'aide d'outils lagrangiens et les transports ont été quantifiés. Trois sources ont été identifiées : l'EUC (Equatorial Undercurrent), les SSCC (Southern Sub-Surface Counter Current) et une troisième source au Sud du Chili, liée à l'ESPIW (Eastern South Pacific Intermediate Water).

La gestion et la conservation des littoraux exigent la synthèse de données géographiques sur la répartition et l'intensité des activités humaines et sur le cumul de leurs impacts sur les écosystèmes côtiers marins et terrestres. Actuellement, à l’échelle du littoral européen ou français, peu d’études offrent une vision globale des risques sur les habitats terrestres et marins. Comment s’y répartissent les pressions humaines sur la biodiversité ? Comment mieux définir le système littoral et ainsi améliorer la gestion de ce territoire ? A l’échelle européenne, à l’aide de 24 pressions anthropiques issues d’EUROSTAT sur une classification NUTS, nous avons découpé le littoral terrestre européen en bandes de 10 km jusqu’à une limite de 100 km et identifié la répartition et l’intensité relative des pressions sur les environnements côtiers. Nous avons ainsi montré que la grande majorité des pressions se situent directement sur le trait de côte et les 30 premiers kilomètres, puis diminue fortement jusqu’à la limite des 100 km. Ce découpage du littoral européen nous a aussi permis, à l’aide d’analyses factorielles des correspondances couplées à de la classification hiérarchique ascendante, de diviser les territoires littoraux en 4 groupes cohérents présentant les mêmes pressions et intensités relatives à l’échelle de l’Europe. A l’échelle française, nous avons également développé un modèle spatial pondéré par dires d’experts basé sur la géolocalisation de 15 pressions anthropiques pour 81 habitats biophysiques marins et terrestres présents sur les littoraux français métropolitains. L’information est synthétisée sous la forme de score appliqué à un maillage composé de 26000 cellules de 25 km². Cette méthode de scoring cumulative, dans un modèle additif des impacts anthropiques, nous montre les aires à risques à la fois sur le territoire marin et terrestre. Encore une fois, les zones les plus affectées par les perturbations humaines sont les plus proches du littoral. A contrario, les zones les moins affectées sont celles avec une bathymétrie forte et celles avec une élévation importante. Nous avons finalement développé un site web participatif qui comporte de la SIG intégrée pour permettre la collecte et la diffusion de l’analyse de ces pressions anthropiques sur la France métropolitaine en suivant notre modèle additif et permet à des échelles plus locales de restituer notre analyse à tout type d’utilisateur. Au final, peu de zones ne sont pas affectées par les activités humaines (0,1%) et au contraire, une fraction importante présente de très forts risques (4,8%). Les risques sont de plus en plus forts en se rapprochant du trait de côte. Ces analyses et les cartes développées sont des outils permettant de mieux comprendre les enjeux de conservation pour la mise en œuvre d’une gestion des socio-écosystèmes littoraux et permettront de mieux cibler les priorités dans la conservation de notre territoire à échelle continentale, nationale ou locale. / Coastal management and conservation require the synthesis of geographic data on the distribution and intensity of human activities and their combined impacts on marine and terrestrial coastal ecosystems. Currently, across the European or French coasts, few studies provide a global view of risks on terrestrial and marine habitats. How are human pressures on biodiversity distributed? How to define the littoral system and thus improve management of this territory? At the European level, using 24 human pressures from EUROSTAT across the NUTS classification, we cut the European coasts in strips of 10 km to a limit of 100 km and identified the distribution and relative intensity pressures on coastal environments. We have shown that the great majority of the pressures occurs directly on the coastline and in the first 30 kilometers, then decreases sharply to the limit of 100 km. This division of the European coasts has also allowed us to use factorial correspondence analyses coupled with a hierarchical cluster analysis to divide the coastal territories in 4 coherent groups with the same pressures and relative intensities across Europe. At the French level, we have also developed a spatial model weighted by expert opinions based on geolocation of 15 human pressures on 81 marine and terrestrial biophysical habitats present on the metropolitan French coasts. The information is synthesized in the form of impact score applied to a mesh composed of 26000 cells (25 km²). This method of cumulative anthropogenic impacts scoring in an additive model shows areas with higher risks on both the marine and land territory. Again, the most affected areas by the human disturbances are close to the coast. Conversely, the least affected areas are those with a strong bathymetry and those with a significant elevation. We finally developed a participatory website that includes integrated GIS that allows the collection and dissemination of analysis of these human pressures on France following our additive model and allows at more local scales to return our analysis from any type of user. In the end few areas are not affected by human activities (0.1%) and a rather large fraction present very high risk (4.8%). The nearer the coastline, the more the risks are high. These analyses and maps are tools that give better understanding of conservation issues for the implementation of a socio-ecosystems coastal management and that will target the priorities in the conservation of our territories at a continental, national or local scale.

L’extrémité sud du système du courant des Canaries comprend un centre d’upwelling (résurgence localisée d’eaux froides sous l’action de vents favorables) qui a jusqu’ici reçu peu d’attention. Ma thèse porte sur la dynamique de ce centre d’upwelling sud Sénégal ou SSUC (Southern Senegal Upwelling Center en anglais). Elle s’intéresse donc à la circulation et à la structure thermohaline sur le large plateau sud-sénégalais, entre la côte et _100-200 km au large en se focalisant sur la période d’upwelling (Novembre-Mai). Une des particularités de la zone est la séparation entre la zone d’upwelling au centre du plateau et des eaux plus chaudes au large et à la côte. Mes travaux combinent analyse d’images satellite et d’observations in-situ, avec la réalisation et l’analyse de simulations numériques dans l’état de l’art. Par une analyse fine des conditions physiques de la zone, ils posent la base à une approche intégrée du fonctionnement de l’environnement marin sénégalais. Une première partie des résultats se base sur l’examen et l’analyse de plus de 1500 images satellite de température de surface de la mer SST MODIS, contextualisées par rapport aux conditions synoptiques de vent. Cette analyse met en lumière l’existence d’états récurrents du SSUC, en termes de SST. Elles confirment plus généralement la régularité et la stabilité du fonctionnement dynamique du système, mais aussi révèlent des aspects subtils de la structure de l’upwelling : refroidissement des eaux de surface probablement dû au déferlement et au mélange associé à la marée interne ; interaction complexe entre la remontée locale, le courant de Mauritanie et le jet côtier ; complexité probable des échanges entre les différentes parties du plateau (plateau intérieur accueillant des eaux réchauffées, plateau central où est fréquemment situé la langue d’eau froide). L’amplitude du cycle diurne suggère que de grandes incertitudes restent à lever dans le budget de chaleur de l’upwelling . Les limites des études soulignent la nécessité de continuer la mesure in situ dans le SSUC, en particulier des vents. Le fonctionnement dynamique du SSUC est aussi étudié par la modélisation hydrodynamique (ROMS) à haute résolution (_2km). Différentes simulations ont été réalisées en variant les forçages (climatologiques ou synoptiques pour le vent ; modification fine échelle des flux de chaleur en domaine côtier ; présence ou absence de marée). Les solutions numériques montrent en général un bon accord avec les observations satellite et in situ disponibles. Ces solutions éclairent le fonctionnement dynamique du système notamment en termes de circulation, de position de remontée d’upwelling, mais également du devenir des eaux upwellées grâce à une analyse lagrangienne. Nous avons notamment pu montrer que la zone nord du SSUC est la zone principale de remontée et les eaux qui y remontent, proviennent en grande majorité de la zone sud du SSUC d’où elles sont amenées par le courant de Mauritanie. Les analyses lagrangiennes ont aussi permis de - 3 - révéler la dynamique associée à la zone côtière de nourricerie et de nuancer le schéma conceptuel de rétention précédemment admis. La sensibilité de la dynamique du SSUC aux forçages atmosphériques est modeste avec néanmoins des modulations des échanges cross-shore qui peuvent être importantes pour l’écosystème. / The southern end of the Canary current system comprises of an original upwelling center that has so far received little attention. This Ph.D. Thesis focuses on the dynamical functioning of the Southern Senegal-Gambia Upwelling Center (SSUC). We are interested in the upwelling circulation and thermohaline structure on the shelf between the coastline and 100-200 km offshore. Our focus is on the upwelling period (November to May). The main originality of the SSUC compared to other upwelling centers stems from its continental shelf that is broad and shallow (20–30 m over tens of kilometers). The normal state of the system comprises the classical upwelling front but also a well-defined inner-shelf front that separates cold upwelled waters from nearshore warmer waters. We investigate its dynamical functioning using analysed satellite images, in situ data and state-of-theart 3D numerical simulations. Through a fine-scale analysis of the physical conditions of the SSUC, this work poses the basis of an integrated approach to the Senegalese marine environment functioning. A first part of results is based on the careful examinations and analysis of over 1500 satellite images of sea surface temperature scenes contextualized with respect to wind conditions. Analysis confirm the regularity and stability of the SSUC dynamical functioning (as manifested by the recurrence and persistence of particular SST patterns). The analysis also reveal subtle aspects of its upwelling structure : shelf break cooling of surface waters consistent with internal tide breaking/mixing ; complex interplay between local upwelling and the Mauritanian current off the Cape Verde headland ; complexity of the inner-shelf/mid shelf frontal transition. The amplitude of the diurnal cycle suggests that large uncertainties exist in the SSUC heat budget. The studies limitations underscore the need for continuous in situ measurement in the SSUC, particularly of winds. The dynamical functioning of SSUC is also investigated by means of numerical simulations, using the hydrodynamical Regional Ocean Modeling System ROMS (_x _ 2 km). Different simulations have been carried with varying forcings (climatological or synoptic wind ; fine-scale adjustments of heat flux in coastal area ; presence or absence of tides). Numerical solutions show a good agreement with available satellite and in situ observations . These solutions clarify the dynamical functioning of the system especially in terms of circulation, location of cold water upwelling but also fate of upwelled water through a Lagrangian analysis. We show in particular that the northern part of the SSUC is the main upwelling area. Waters that upwelled in this area predominantly come from the southern of the SSUC, through advection by the Mauritanian current. Lagrangian analysis also revealed the dynamics associated with the coastal area of nursery and nuance the conceptual retention scheme previously admitted. The sensitivity of the dynamics of SSUC to atmospheric forcings is modest with nevertheless some modulations of the cross-shore exchanges that may be important to the ecosystem.