Cette thèse traite d'expériences et de simulations de nanoindentation dans des monocristaux de cuivre. Les expériences d'indentation sont exécutées avec différentes orientations de l'axe d'indentation. La courbe de déplacement de charge et l'empreinte superficielle observée par la microscopie à force atomique sont analysées et comparées. L'effet de taille est observé pour de faible pénétration de l'indenter. Les simulations sont alors exécutées par modélisation de type éléments finis de la plasticité. Des sous-programmes utilisateurs d'ABAQUS sont développés pour représenter la physique de l'activité des dislocations dans les douze systèmes de glissement des cristaux de cuivre. Des simulations 3D sont alors exécutées et les comparaisons avec les expériences permettent de déterminer les paramètres clés des équations constitutives. L'effet de taille est reproduit en utilisant une théorie d'effet de taille simplifiée implantée dans le modèle en éléments finis. Finalement, une approche multiéchelle basée sur la dynamique discrète des dislocations est utilisée pour reproduire les indentations (111) des monocristaux de cuivre. Les simulations de dynamique moléculaire permettent de détailler la nucléation des dislocations sous l'indenteur. Les simulations de dynamique moléculaire sont alors effectuées et les effets de tailles de l'indenteur sont analysés.

La modélisation des aérosols constitue un enjeu majeur dans la compréhension des processus d'émissions et d'évolution des particules dans l'atmosphère. Cependant les paramétrisations utilisées dans les modèles d'aérosols actuels comportent encore de nombreuses incertitudes. Ce travail de thèse a ainsi été motivé à la fois par ce besoin de mieux connaître les faiblesses des outils de modélisation des aérosols et la nécessité de disposer de nouvelles méthodes de validation pour permettre une évaluation tridimensionnelle des modèles. Les études ont été conduites à l'aide du modèle de chimie-transport CHIMERE, qui permet de simuler les concentrations et les caractéristiques physico-chimiques des aérosols de pollution à l'échelle européenne et en Ile-de-Fran! ce. L'approche de validation utilisée est basée sur la complémentarité des mesures réalisées au sol par les réseaux de surveillance, de celles acquises durant la campagne ESQUIF (Étude et Simulation de la QUalité de l'air en Ile de France), des mesures lidar et photométriques et des observations satellitaires. La confrontation entre les observations et les simulations a permis d'une part l'identification et la réduction des erreurs de modélisation, et d'autre part la caractérisation des propriétés des aérosols au voisinage d'une agglomération urbaine.

Market orientation is generally defined as the implementation of the marketing concept within organizations. It has been operationalized by such dimensions as customer orientation (the pursuit of customer satisfaction), Competitor Orientation, Inter-functional Coordination, and Responsiveness. According to a growing body of literature, this strategy is likely to help higher educational institutions in their effort overcome the challenges and pressures of their changing environment (these are: massification, professionalisation, budget constraints, the rise of stakeholders’ requirements in terms of quality control and accountability… In this research, I first object that those researchers who are suggesting market orientation as the suitable strategy have said nothing as for its content or definition. I also contend that empirical works using higher educational setting to operationalize the market orientation strategy are just conceptual transpositions, which do not consider the specificities of higher education institutions as compared to private firms. These shortcomings are the theoretical justification of my research. Hence, after showing the origin of the market orientation rhetoric in higher education, I develop a new conceptualization of the strategy and suggest a new scale for its measurement. The following dimensions composed my suggested scale: Stakeholder orientation (Students, policy-makers, and organizations), Competitor Orientation, Collaboration, Inter-functional Coordination, and Responsiveness. The empirical validation of these dimensions was enriched by a quantitative assessment of the place of the market orientation strategy within the mission statements of higher educational institutions. This research is one attempt in a whole ongoing trend towards research on how to relevantly import private sector strategies into public and nonprofit sector organizations, among which, higher education/ L'Orientation-Marché est généralement définie comme étant l'implémentation du marketing dans les organisations. Une revue de littérature permet de l’opérationnaliser par les dimensions telles que l'Orientation clients qui consiste en la poursuite de satisfaction des clients, Orientation concurrents, Coordination inter/intra fonctionnelle, et la Réponse organisationnelle. Cette stratégie est de plus en plus évoquée comme pouvant aider les institutions d'enseignement supérieur à faire face aux défis tels que la massification, la professionnalisation, la réduction des financements, la montée des exigences des parties prenantes en termes de qualité... Dans cette thèse, je constate d'une part que certains chercheurs se limitent à proposer cette stratégie sans en définir le contenu, et d'autre part que les travaux empiriques existants sur l'Orientation-Marché dans l'enseignement supérieur se limitent à des transpositions conceptuelles, sans tenir compte des spécificités des institutions d'enseignement supérieur. C'est pour cette raison qu'après avoir démontré l'origine des discours sur l'Orientation-marché dans ce secteur, je développe une échelle de mesure susceptible d'Opérationnaliser cette stratégie. L'échelle comprend l'Orientation vers les parties prenantes (Etudiants, Décideurs politiques, Entreprises), l'Orientation Concurrents, la Collaboration, la Coordination Interfonctionnelle, et la Réponse organisationnelle comme principales dimensions. La validation empirique de ces dimensions a été enrichie par une évaluation quantitative de la place de l'Orientation-Marché dans les missions des institutions d'enseignement supérieur, telles que déclarées dans leurs différents documents. Cette recherche est une première ébauche dans tout un courant de recherches sur l'importations des stratégies de gestion privée dans les institutions à but non lucratif.

Dus aux conditions uniques en Arctique (des températures et aux rapports de mélange de vapeur d'eau extrêmement bas, à la réflexivité élevée des surfaces de la glace de mer et de la neige, inversion de température dans la basse troposphère et à l'absence de la radiation solaire pendant des périodes prolongées), les processus macro et microphysiques contrôlant la formation des nuages sont complexes et uniques. La validation de ces paramètres atmosphériques simulés par les différents modèles numériques du climat présentement utilisés par les plus grands centres de recherche au monde avec les observations est indispensable pour mieux connaître et, par conséquent, mieux paramétriser ces processus complexes. Le nouveau Modèle Canadien Régional du Climat GEM-LAM (une version à aire limitée du modèle Global Environnemental à Multi-échelle) a été évalué pour la période de septembre 1997 à octobre 1998 au-dessus de l'océan Arctique Ouest. Cette période coincide avec la campagne de mesures du projet SHEBA (Surface Heat Budget of the Arctic Ocean). Les versions 3.2.2 et 3.3.0 du modèle sont évalués dans cette étude. La radiation solaire et terrestre vers le bas à la surface, l'albédo de surface, la vapeur d'eau dans la verticale, les contenus en eau liquide et solide et la couverture nuageuse simulés par GEM-LAM sont évalués avec les données d'observation SHEBA et comparés aux résultats des modèles participants à l'expérience d'inter-comparaison de modèles climatiques régionaux ARCMIP. Une comparaison plus poussée entre les moyennes journalières a été faite et les biais des modèles, le RMSE et le coefficient linéaire de corrélation sont calculés pour plusieurs champs radiatifs et microphysiques. Sur une base mensuelle, les modèles représentent la radiation des longues et courtes longueurs d'onde vers le bas à la surface raisonnablement bien, mais le décalage entre les simulations suivant les différents modèles est plus grand pour les SWD que pour les LWD à la surface. GEM-LAM surestime l'albédo de la surface pendant toutes les saisons dans cette expérience. De plus, le modèle GEM se comporte similairement aux autres modèles participant à cette expérience et tend à sous-estimer la quantité de vapeur d'eau intégrée verticalement pendant l'hiver, tandis que le GEM la surestime durant l'été. La majorité des modèles surestime la couverture nuageuse hivernale, par contre, ils simulent plus ou moins correctement la couverture nuageuse durant l'été. Sur une base quotidienne, tous les modèles participant à l'expérience ARCMlP simulent relativement bien la radiation des courtes longueurs d'onde vers le bas à la surface, mais les valeurs quotidiennes de l'eau liquide intégrée à la verticale sont légèrement moins bien simulées. Les deux versions du modèle GEM-LAM (v3.2.2 et v3.3.0) ont aussi de la difficulté à bien simuler la couverture nuageuse sur une base quotidienne comme les autres modèles participant à cette expérience. Les nuages optiques minces sont l'une des raisons permettant d'expliquer le grand écart entre la couverture des nuages simulée par les modèles et les observations. Pour éliminer ce problème dans notre analyse, un filtre des nuages optiquement minces a été appliqué en sortie du modèle GEM -LAM. Après filtrage des nuages optiquement minces dans le modèle GEM, pour chaque filtre sélectionné (0,5, 1, 1,5, 2), la couverture nuageuse décroit significativement durant la saison hivernale. Par contre, la couverture nuageuse est insensible au filtre durant la saison estivale. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Arctique, Modélisation, GEM-LAM, SHEBA, ARCMIP, Radiation, Couverture nuageuse.

La généralisation et les puissances aujourd'hui disponibles des ressources informatiques, ordinateurs, espaces de stockages, réseaux, permettent d'imaginer de nouvelles méthodes de travail ou de loisir, inconcevables, il y a encore peu. Les ordinateurs monolithiques centralisés, ont peu à peu laissé place à des architectures distribuées "client/serveur" qui se trouvent elles mêmes concurencées par de nouvelles organisations de systèmes distribués, les systèmes "pair à pair". Cette migration n'est pas le fait de spécialistes; les utilisateurs les moins avertis utilisent tous les jours ces nouvelles technologies, que ce soit pour échanger des courriers électroniques, à des fins commerciales à travers le "e-commerce" sur le Web, ou encore pour échanger des fichiers, hors de toute infrastructure, "d'égal à égal".<br />Les mondes du commerce, de l'industrie et de la recherche, ont bien compris les avantages et les enjeux de cette révolution et investissent massivement dans la recherche et le développement autour de ces nouvelles technologies, que l'on appelle les "grilles", qui désignent des ressources informatiques globales et qui ouvrent une nouvelle approche. Une des disciplines autour des grilles concerne le calcul. Elle est l'objet des travaux présentés ici.<br /><br />Sur le campus de l'Université Paris-Sud, à Orsay, une synergie est née entre le Laboratoire de Recherche en Informatique (LRI) d'une part, et le Laboratoire de l'Accélérateur Linéaire (LAL), d'autre part, afin de mener à bien, ensemble, des travaux sur les infrastructures de grille qui ouvrent de nouvelles voies d'investigation pour le premier et de nouvelles méthodes de travail pour le second.<br /><br />Les travaux présentés dans ce manuscrit sont le résultat de cette collaboration pluridisciplinaire. Ils se sont basés sur XtremWeb, la plate-forme de recherche et de production de calcul global développée au LRI. Nous commençons par présenter un état de l'art des systèmes distribués à grande Èchelle, ses principes fondamentaux, son architecture basée sur les services.<br />Puis nous introduisons XtremWeb et détaillons les modifications que nous avons dû apporter, tant au niveau de son architecture que de son implémentation, afin de mieux répondre aux exigences et aux besoins de ce type de plate-forme. Nous présentons ensuite deux études autour de cette plate-forme permettant de généraliser l'utilisation de ressources inter grilles, d'une part, et d'utiliser sur une grille des services qui n'ont pas été prévus à cette fin, d'autre part. Enfin, nous présentons l'utilisation, les problèmes à résoudre et les avantages à tirer de notre plate-forme par la communauté de recherche en physique des hautes énergies, grande consommatrice de ressources informatiques.

Les injections de CO2 à l'échelle industrielle, dans les aquifères salins profonds, vont affecter le système naturel en induisant des perturbations des gradients de pression à court et à moyen terme.Des études prévisionnelles sont nécessaires pour évaluer les risques de contamination (fuites de CO2, déplacement des fluides natifs) et les risques d'interférences entre projets d'injection ou entre utilisations du sous-sol.Les aquifères salins étant généralement peu caractérisés, les incertitudes géologiques sont à considérer lors de l'étude de faisabilité du stockage et des risques associés puisque les paramètres géologiques influencent la réponse du système à l'injection.Nous nous sommes intéressés aux incertitudes résultantes en termes de prévisions de perturbations de pression et de migration de CO2 et à leurs conséquences sur la faisabilité des projets de stockage.Dans un premier temps, les incertitudes de modélisation (changement d'échelle, résolution de la variabilité spatiale des propriétés pétrophysiques) et géologiques (propriétés pétrophysiques de la formation d'injection et de la couverture) ont été étudiées sur des modèles 2D conceptuels. L'objectif étant de balayer les champ d'incertitudes pour des modèles peu coûteux en temps de calcul, pour ensuite, réduire les évaluations à effectuer dans le cadre de la modélisation 3D régionale du système souterrain et y appliquer des méthodes simplifiées, validées en deux dimensions.Des centaines de réalisations stochastiques sont utilisées pour évaluer l'influence de la variabilité spatiale de la perméabilité. Pour limiter le nombre de simulations d'écoulement à effectuer, des méthodes de sélection de réalisations, à partir de "proxy-response" (i.e. approximation de la réponse par une méthode de calcul simplifiée) ont été testées et validées.Ensuite, les modèles 3D sont construits à partir des données d'un modèle hydrogéologique du bassin parisien. Différents scénarios d'injection sont envisagés. La sensibilité de la réponse est étudiée principalement par rapport à la variabilité spatiale de la perméabilité et à la compressibilité des pores. Cette dernière étape permet de mieux appréhender les risques d'interférences en fonction des incertitudes majeures, d'une part des paramètres géologiques, et d'autre part des paramètres physiques liés à l'injection.

Le présent travail de thèse a pour objectif de développer un outil de modélisation par transition d’échelles sous forme de machine d’essais virtuels. Celle-ci, utilisée conjointement aux codes de calculs de structures, permet de déterminer le comportement anisotrope complexe de composites à matrice polypropylène chargés en fibres de verre courtes sous sollicitations dynamiques. La microstructure en cœur-peau induite par le procédé d’injection du matériau est investiguée expérimentalement par μCT. Le comportement dynamique est caractérisé pour des vitesses de déformation allant jusqu’à 200s-1 au moyen d’une une méthodologie expérimentale basée sur l’utilisation d’un joint d’amortissement et d’une optimisation des éprouvettes. Les mécanismes d’endommagement sont analysés expérimentalement par essai in situ. Ils mettent en évidence le phénomène d’endommagent prépondérant qui est la décohésion de l’interface fibre matrice. Basé sur ces résultats expérimentaux, l’approche multi échelles développée consiste en une méthode de Mori Tanaka incrémentale appliquée à une matrice élastoviscoplastique et des renforts enrobés intégrant l’évolution de l’endommagement à l’échelle mésoscopique. L’endommagement introduit dans les enrobages perturbe le transfert de charge entre la matrice et les renforts. De plus, la dépendance à la vitesse de déformation, aux orientations et aux taux de fibre du modèle sont corrélés par des essais. La machine d’essais virtuels est validée par modélisation de structures. L’outil prédictif ainsi développé prend en compte le minimum nécessaire à la description de la microstructure tout en étant fiable et pertinent dans la modélisation de composites sous sollicitations dynamiques modérées. / The current work focuses on the development of a micromechanical modeling tool in the form of a virtual test machine which, used with the structural calculation codes, allows to determine the complex anisotropic behavior of polypropylene matrix composites reinforced with short glass fibers under dynamic loading. The core-skin microstructure induced by the material injection process is investigated experimentally by μCT. The dynamic behavior is characterized for strain rates of up to 200s-1 using an experimental methodology based on the use of a damping joint and specimen optimization. The mechanisms of damage are analyzed experimentally by in situ SEM testing. They highlight the importance of the debonding phenomenon in the damage scenario. Based on these experimental results, the multiscale approach developed consists of an incremental Mori Tanaka method applied to an elastoviscoplastic matrix and coated reinforcements integrating the evolution of damage at the mesoscopic scale. The damage introduced into the coatings disturbs the load transfer between the matrix and the reinforcements. In addition, the strain rate, orientation, and fiber rate dependence of the model are correlated by testing. The virtual testing machine is validated by modeling structures. The developed predictive tool thus takes into account the minimum necessary to describe the microstructure while being reliable and relevant in the modeling of composites under moderate dynamic stress.

Ce travail trouve son origine dans l’étude d’une stèle funéraire exposée aujourd’hui au Musée archéologique d’Apollonia d’Illyrie, sous le numéro d’inventaire 5030. Le relief, exceptionnel à plus d’un titre, montre une descente aux Enfers par le biais d’un accessoire qui tient autant de l’échelle et de l’escalier que de la passerelle de bateau, puisqu’il aboutit dans la barque de Charon. Comment le dénommer ? C’est le terme grec klimax qui s’impose. Non seulement il renvoie indistinctement aux trois objets précités, en préservant leur multivalence, mais il est aussi le plus largement et le plus anciennement utilisé dans la littérature et l’épigraphie pour les désigner. Dans notre enquête, il est rapidement apparu que la klimax n’avait pas été étudiée pour elle-même par les archéologues qui s’y sont confrontés. Afin de pallier cette lacune, notre travail se consacre tout d’abord au motif de la klimax dans l’art antique, essentiellement dans le cadre légendaire. Klimakes d’assaut, d’embarquement et de débarquement, ou encore klimakes du théâtre antique, forment autant de thèmes examinés où la klimax joue un rôle clé. Une étude circonstanciée du relief d’Apollonia, centrée sur les problèmes que pose son iconographie, complète l’enquête. Cela se justifiait non seulement par la place particulière qu’occupe, dans l’imagerie antique, la scène figurée, mais aussi, et surtout, parce que le motif de la klimax y trouve un emploi exemplaire. / This work finds its origin in the study of a funerary relief exposed today at the Archaeological Museum of Apollonia in Illyria, under the inventory number 5030. The relief, exceptional in more than one way, shows a descent into the Underworld through an accessory that is both a ladder and a staircase as a gangway, as it ends up in Charon’s boat. How to call it ? This is the greek word klimax who’s imposed. Not only because it refers indistinctly to the three items mentioned above, preserving their polyvalence, but it is also the most widely and longest used in the literature and epigraphy to designate them. In our survey, it soon emerged that the klimax had not been studied for itself by archaeologists who confronted themselves there. To fill this gap, our work focuses first on the klimax in the ancient art, mainly through mythological context. Klimakes of assault, klimakes of boarding and landing, klimakes in relation with the ancient theater, form as many examined topics where the klimax plays a key role. A detailed study of the relief of Apollonia, which focuses on his iconography’s problems, completes the survey. That was justified not only by the particular place which occupies, in the ancient imagery, the sculpted scene, but also, and especially, because the klimax find here an exemplary use.

Depuis 2007, plus de la moitié de la population mondiale vit en ville. La forte densité de population et d'activité entraîne une augmentation des besoins en climatisation des bâtiments en été. L’augmentation des températures due à l’effet d’îlot de chaleur urbain est principalement liée à l'aménagement urbain et aux flux de chaleurs anthropiques causés par l’utilisation des systèmes de chauffage et de climatisation. En agissant sur l'aménagement urbain, comme la densité de construction, l'albédo de surface ou les espaces verts, le microclimat urbain peut être amélioré ; ce qui permet ainsi de réduire les besoins énergétiques des bâtiments. Nous proposons dans ce manuscrit un modèle pour calculer les besoins énergétiques des bâtiments à l'échelle d’un quartier en prenant en compte l’interaction entre le microclimat urbain et les bâtiments. L'objectif est de décrire d'une part les ambiances intérieures du bâtiment, telles qu’elles sont modélisées dans les codes de thermique dynamique du bâtiment, et d'autre part, l'environnement extérieur tel qu’il est modélisé dans les codes de micro-météorologie. Pour travailler à cette échelle,la description détaillée de tous les transferts thermiques à l'intérieur et à l'extérieur de chaque bâtiment n'est pas appropriée. Ainsi, un modèle réduit de bâtiment est couplé avec un modèle simplifié de microclimat urbain. Le modèle de bâtiment est basé sur la méthode des facteurs de pondération et permet de prendre en compte les gains internes, l'inertie de l'enveloppe et les échanges radiatifs et convectifs à l'intérieur du bâtiment. Il est couplé à un modèle radiatif en milieu urbain, basé sur la méthode des radiosités, et un modèle zonal tridimensionnel de la canopée urbaine. Après avoir présenté ces modèles, ils sont appliqués sur un cas d'application, à savoir le quartier Pin Sec de la ville de Nantes. Différents scénarios d'aménagement urbain sont simulés sur une année afin d’analyser l’influence de l’aménagement urbain sur les besoins énergétiques des bâtiments. / Since 2007, more than half of world population lives in urban areas. The high density of population and its activity leads to an increase of building energy demand in summer. The temperature rise of densely built areas is mainly due to urban landscaping and anthropogenic heat fluxes caused by combustion flues and air conditioning of buildings. Acting on urban landscaping, like building density, surface albedo or green areas, the urban microclimate can be improved, which consequently reduces the building energy demand. We propose in this thesis a model to compute the energy demand at the district scale taking into account the interaction between urban microclimate and building energy demand.On the one hand, the aim is to describe the indoor thermal conditions as usually in thermal dynamic simulations; on the other hand, the external condition are modeled as they should be described in micro-meteorological models. To work at this scale, the detailed description of all thermal transfers inside and outside each building is not appropriate. Thus, a reduced thermal building model is coupled with a simplified urban microclimate model. The building model is based on weighting factors method and allows taking into account the internal gains, the envelope inertia, and the radiative and convective exchanges inside the building. This model is coupled with a radiative model of a district, based on radiosity method, and a tridimensional zonal model of the urban canopy. Following the description of these models, a case study of the district Pin Sec in Nantes is presented. Different scenarios of urban landscaping are simulated over one year to assess their influences on building energy demand.

Les patterns de biodiversité et les mécanismes qui les maintiennent ont toujours intéressé les biologistes et ont été abordés en considérant des facteurs géologiques, évolutifs et écologiques. Les processus écologiques qui déterminent la co-occurrence des espèces diffèrent en fonction de l'environnement physique de l'écosystème. De nombreuses théories ont proposé des relations entre les tendances observées dans la diversité des espèces et les caractéristiques physiques de l’environnement à grande échelle. Dans les milieux terrestres et aquatiques, l’impact de la température sur la distribution de la biodiversité compte parmi les facteurs les plus influentes et étudiés. Toutefois, de nombreux taxa marins représentent des exceptions à cette influence primaire de la température, alors qu'une fraction dominante des espèces marines est planctonique ou à larves dispersibles. La dispersion par le transport physique a certainement un impact majeur sur les patterns d'abondance des espèces dans l’environnement marin. Certains courants océaniques peuvent en effet contraindre la distribution des stades planctoniques de certaines espèces, même lorsque les paramètres démographiques et physiologiques des espèces sont insensibles aux propriétés de l'eau. Les mécanismes de transport peuvent donc influencer la distribution de la diversité à toutes les échelles, de l’individu aux populations jusqu’aux espèces. Contrairement aux écosystèmes terrestres, les écosystèmes en milieu marin sont sujets à une variabilité dont les échelles spatiales et temporelles sont dictées par les processus du transport physique turbulent. Cet aspect complique l’obtention d’informations synoptiques sur la distribution des espèces marines au niveau global et à haute résolution, alors que cette vision globale est essentielle pour pouvoir comprendre les patterns de biodiversité et les mécanismes impliqués dans leurs variations. En outre, les hotspots de biodiversité sont d’importance primaire pour les efforts de conservation. Les objectifs de cet étude sont les suivants: identifier les hotspots de biodiversité pélagique des producteurs primaires à l'échelle globale et à haute résolution; déterminer les processus physiques de l'océan qui contrôlent la dynamique spatio-temporelle des hotspots, en se focalisant sur les mécanismes de transport, de dispersion, advection et mélange; étudier l'influence de ces mécanismes de structuration de la biodiversité sur les niveaux trophiques supérieurs.Pour obtenir ces résultats, les informations sur les parcelles d’eaux aux caractéristiques biophysiques cohérentes (‘niches fluido-dynamiques’) obtenues par satellite sont utilisées pour identifier les hotspots de biodiversité microbienne comme région de forte variabilité spatiale de ces niches. Ces hotspots et le rôle du transport dans leur structuration sont étudiés par l'analyse des modèles écologiques et biophysiques de circulation globale (Modèle ECCO2-Darwin) et par l’examen de données moléculaires et morphologiques sur la structure de la communauté in-situ collectées par l'expédition Tara Oceans et Atlantic Meridional Transect. Les possibles effets ‘bottom-up’ de la diversité des producteurs primaires sur les niveaux supérieurs de la chaine trophique sont évalués par comparaison avec des modèles globaux qui intègrent des bases de données in situ. / Patterns of biodiversity and the mechanisms that maintain them have always interested biologists and have been addressed considering geological, evolutionary and ecological factors. Ecological processes that determine the co-occurrence of species differ according to the physical environment of the ecosystem. Many theories have proposed relationships between patterns in species diversity and large-scale physical features. In terrestrial and aquatic environments, the impact of temperature on the distribution of biodiversity is among the most influent and studied factors. However, many marine taxa are exceptions in the primary influence of temperature, since a large fraction of marine species is planktonic or with dispersible larvae. In the marine environment, dispersal through physical transport has a major impact on patterns of species abundance. Some ocean currents can indeed determine the distribution of planktonic stages of some species, even when demographic and physiological features of the species are unaffected by water properties. Transport mechanisms may therefore influence the distribution of diversity at all scales, from the individual to populations and species. Contrarily to the terrestrial environment, marine ecosystems are characterized by a variability that has spatial and temporal scales defined by specific biophysical processes of turbulent transport. This aspect makes it challenging to provide synoptic information on the distribution of marine species at the global level and at high resolution, features that are essential to understand patterns of biodiversity and the mechanisms involved in their changes. Moreover, hotspots of biodiversity are of primary concerns for conservation efforts. The objectives of this study are therefore: to identify biodiversity hotspots of pelagic primary producers on a global scale and at high resolution; to determine the physical ocean processes that control the spatial and temporal dynamics of such hotspots, focusing on transport-driven mechanisms like dispersion, advection and mixing; study the role of these mechanisms in the structuring of biodiversity at higher trophic levels.To obtain these results, information on water masses with coherent biophysical characteristics ('fluid-dynamical niches') obtained by remote sensing are used to identify hotspots of microbial biodiversity as regions of strong spatial patchiness. These hotspots and the role of transport in shaping their structure are studied by analysing ecological and biophysical global circulation models (Model-ECCO2 Darwin), together with molecular and morphological data on the structure of the community, obtained using in-situ data collected during the Tara-Oceans expedition and Atlantic Meridional Transect. The possible bottom-up effects of the diversity of primary producers on the upper levels of the food chain are evaluated by comparing them with global models integrated with data collected in situ.The ecological models coupled with ocean circulation, identified as biodiversity hotspots of primary producers the most dynamic areas of the global ocean characterized by increased turbulence, mixing and the presence of vortices. These oceanographic features can improve local productivity by transporting nutrients in the photic zone and increase biodiversity by the mixing of species typical of different water masses. In addition, maps of microbial biodiversity suggest a bottom up propagation of biodiversity across the ecosystem, hotspots for primary producers being positively correlated with regions where highest number of top predator species are observed.