Dans la zone interfrontale de l'Océan Austral, de grandes structures agencent la distribution spatio-temporelle des blooms phytoplanctoniques. Ces structures, à grande (fronts) et moyenne (tourbillons) échelles, amènent à une agrégation des ressources des échelons trophiques supérieurs dans les zones favorables. L'approvisionnement des prédateurs parmi ces champs repose sur une maximisation du gain énergétique net. Ainsi la concentration de la recherche d'un prédateur dans une zone donnée est un comportement adaptatif souvent observé s'expliquant par la fréquente agrégation locale des ressources. A partir de données de déplacements d'éléphants de mer, un prédateur supérieur de l'Océan Austral, nous cherchons à identifier l'intensification du comportement de recherche, dans les dimensions horizontale et verticale, et à déterminer l'importance des structures meso-échelles dans ces zones. Différents procédés statistiques ont été employés pour estimer l'effort et le succès de recherche le long des trajets et des plongées des animaux. Les résultats d'analyses des trajets ont ensuite été confrontés à des données environnementales in situ et satellitaires. De fortes corrélations entre les zones de recherche intensive des animaux, le comportement de plongée adopté par les animaux dans ces zones et certaines structures tourbillonnaires ont ainsi été mises en évidence. La répartition spatio-temporelle de l'effort de recherche des éléphants de mer a ainsi permis une meilleure compréhension de la dynamique de ces prédateurs soumis aux fortes contraintes de leur environnement.

L'existence des inégalités sociale de santé (ISS) est solidement établie en France. La mortalité infantile et néonatale sont reconnues comme des indicateurs de l'état de santé d'une population. En dépit de nombreux facteurs de risques déjà identifiés, une part des ISS demeurent inexpliquées ; les nuisances environnementales sont suspectées. L'objectif de la thèse est d'analyser par une approche spatio-temporelle la contribution de l'exposition au dioxyde d'azote aux inégalités sociales de mortalité infantile et néonatale en France 2000-2009. L'étude est épidémiologique de type écologique dans les agglomérations de Lille, Paris, Lyon, et Marseille. L'unité géographique est l'IRIS. Les cas recueillis dans les mairies ont été géocodés en utilisant l'adresse de résidence des parents. Les données socioéconomiques estimées à partir des recensements de 1999, 2006 ont été utilisées dans un indice composite définissant la défaveur socioéconomique globale. Les concentrations moyennes de dioxyde d'azote ont été modélisées par les réseaux de surveillance de la qualité de l'air. Des modèles statistiques additifs généralisés ont permis de prendre en compte l'autocorrélation spatiale et de générer des cartes à l'aide de lissage sur la longitude et la latitude tout en ajustant sur les variables d'intérêt. A l'aide d'une approche innovante, les résultats ont démontré l'existence de zones d'inégalités socio-spatiales, environnementale ou le cumul d'inégalités de mortalité infantile et néonatale. Ces résultats sont ville-spécifique, ils varient selon la période d'étude et l'évènement sanitaire étudié démontrant ainsi la difficulté de généraliser ces observations à l'échelle nationale / In France, existence of social health inequalities (SHI) has well established. Infant and neonatal mortality are recognized as indicators of the health status of a population. In spite of numerous risk factors already identified, a part of these inequalities remain unexplained, environmental nuisances are suspected. The thesis objectives were to analyze by a spatial and temporal approach, the contribution of exposure to nitrogen dioxide to social inequalities in infant and neonatal mortality in France between 2000 and 2009. We conducted an ecological type epidemiological study using the French census block as the geographical unit in the metropolitan areas of Lille, Paris, Lyon, and Marseille. All cases collected in the cities hall were geocoded using address of parent's residence. Socioeconomic data estimated from the 1999, 2006 national census were used in a composite index which encompasses multiple dimensions to analyze global deprivation. Average nitrogen dioxide concentrations were modeled by the air quality monitoring networks. Generalized additive models allowed to take into account spatial autocorrelation and generate maps using smoothing on longitude and latitude while adjusting for covariates of interest. Using an innovative approach, results highlight the existence of socio-spatial, environmental or cumulate inequalities in infant and neonatal mortality. These results are city-specific, they vary according to the period and the health event demonstrating the difficulty to generalize these observations at the national level

La redécouverte en 2003 par Holbrook et al. que la colonne d'eau pouvait être imagée par la méthode de la sismique marine a débouché sur la mise en place du projet européen GO (Geophysical Oceanography). Ce projet a eu pour but d'améliorer notre compréhension de la structure à méso et sous-méso-échelle de l'océan en étudiant plus particulièrement le Golfe de Cadix où une structure thermohaline complexe est présente. Les travaux présentés dans ce travail de thèse s'inscrivent directement dans ce projet. En retraitant des données historiques de sismique marine et d'hydrologie, nous avons réhabilité le jeu de données conséquent qui existait sur cette zone. Nous avons ainsi démontré que ces données de sismique marine permettaient d'imager les structures océanographiques de la méso-échelle à la sous-mésoéchelle avec une résolution horizontale d'environ 10 m. Les données d'hydrologie dont la résolution verticale est inférieure au mètre nous permettent de calibrer les données de sismique marine en température et salinité. Afin de relier nos deux jeux de données, nous avons cherché à définir le signal sismique. Celui-ci est reconstruit en convoluant le coefficient de réflexion avec l'ondelette source du système d'acquisition sismique. Le principal facteur influençant le signal sismique est la température via le gradient de vitesse du son. Les données de sismique marine et d'hydrologie de la campagne GO acquises simultanément dans le Golfe de Cadix en Avril 2007 ont ensuite été analysées pour déterminer la nature physique et les caractéristiques géométriques des réflecteurs acoustiques dans la colonne d'eau. Les données sismiques montrent des réflecteurs intenses, proches de la surface, au-dessus des courants d'Eau Méditerranéenne (EM), au-dessus d'un Meddy, et dans une structure de sous-méso-échelle de l'EM qui sont liés à de forts contrastes thermohalins. L'analyse en ondelettes verticales appliquées aux données sismiques indique des réflecteurs de longueurs d'onde verticales (16-64 m) associées à une stratification thermohaline. En bordure du Meddy, des intrusions latérales d'eau moins salée sont révélées par des réflecteurs de 25-75 m d'épaisseur. Les données sismiques étudiées révèlent que les limites supérieures et inférieures des couches correspondent à l'existence de structures à fine-échelle. Les données basse fréquence de sismique marine permettent la détection systématique et la surveillance des tourbillons de mésoéchelle et de sous-méso-échelle qui ne sont identifiés qu'occasionnellement avec les sections d'hydrologie.

Du fait de l’isolement géographique de l’océan austral et des conditions météorologiques qui y règnent, la collecte de données océanographiques par les moyens conventionnels est particulièrement couteuse dans cette région du globe. Pour pallier à ces difficultés, l’utilisation d’enregistreurs électroniques embarqués sur des prédateurs marins, et notamment sur les éléphants de mer austraux, s’est révélée être une approche intéressante. Les femelles éléphants de mer s’alimentent en grande partie de petits poissons méso-pélagiques bioluminescents, les myctophidés. Leur forte abondance et leur comportement de migration nycthémérale confèrent à ces organismes un rôle écologique de première importance dans l’océan austral. Cependant, la distribution spatiale des proies de l’éléphant de mer, et les processus physiques et biologiques qui influent sur la dynamique de cette distribution sont encore mal connus. Cette thèse se propose d’enquêter sur ces sujets à partir des données à haute fréquence d’échantillonnage collectées par des femelles éléphants de mer. L’analyse du comportement de plongée des femelles éléphants de mer, en relation avec les variations du taux de rencontre de proie dont les données d’accélération permettent d'avoir une estimation, est au cœur des différents travaux développés dans cette thèse. Les résultats obtenus suggèrent notamment, (1) une diminution de l’abondance des proies avec la profondeur ainsi qu’une homogénéisation de leur distribution, (2) une distribution en couches de cette ressource, (3) l’intervention de contraintes verticales délimitant l’étendue verticale de ces couches et ainsi capable de moduler leur densité, (4) au sein des couches, une dispersion relativement importante des proies en comparaison de la portée des capacités de perception du prédateur, et enfin (5) un rôle significatif des tourbillons méso-échelle et de leur bordure sur la structuration de la distribution des ressources alimentaires de l’éléphant de mer durant l’été austral. / Because of the remoteness and harsh meteorological conditions of the southern ocean, data sampling is more costly in this area. Use of electronic devices attached to marine predators (Bio-logging), such as southern elephant seals, has emerged as an interesting approach to cope with this problem. Female southern elephant seals primarily feed on small bioluminescent meso-pelagic fishes called myctophids. Because of their large abundance and of their diel vertical migration behaviour, these organisms have a major ecological importance in the southern ocean. However, the spatial distribution of the elephant seals prey, as well as the bio-physical processes affecting the dynamics of this distribution, are still poorly known. This thesis intends to investigate this issue using high sampling frequency bio-logging data collected by female southern elephant seals. This work is based on the analysis of elephant seals diving behaviour in relation to changes in the occurrence of prey encounter events detected from acceleration data. Our results suggest that (1) prey abundance decreases with depth and that their distribution tend to standardize, (2) prey are distributed into layers, (3) vertical constraints could modulate the prey density by acting on the vertical spread of these layers, (4) prey items are well dispersed in comparison to the perception range of elephant seals, and finally (5) that meso-scale eddies, notably their edges, play a structuring role in the prey distribution during the austral summer.

La dynamique océanique, notamment dans les régions Australes, se caractérise par d'importantes fluctuations induites par les processus à mésoéchelle (tourbillons, 100-200km) et à sous-mésoéchelle (filaments, <50km). Ces processus sont connus pour stimuler fortement le développement du phytoplancton et avec lui l'ensemble de la chaine trophique. Toutefois les relations entre la distribution des proies et celle des prédateurs sont encore loin d'être bien connues pour la plupart des espèces marines. C'est en particulier le cas pour l'éléphant de mer austral (EDM) dont les proies souvent localisées à grandes profondeurs. Cette thèse s’est intéressée à étudier comment le comportement de plongée et de chasse des EDM est influencé par les variations à fine échelle de l'environnement. Une des originalités de cette thèse a été d’utiliser les mesures à très haute résolution récoltées par les éléphants de mer qui constituent un jeu de données 3-D in-situ unique à sous-mésoéchelle, puis de les combiner aux mesures satellites plus classiques de température et d'altimétrie. Ce travail a montré, pour la première fois à l’aide de données in-situ très haute résolution, l’importance des zones frontales à sous-mésoéchelle dans le comportement alimentaire d’un prédateur supérieur. De plus, elle a permis le développement d’une méthode originale d’identification des zones frontales à fine échelle et confirmé la pertinence de la méthode Quasi-Géostrophique de Surface (SQG) dans l’étude de la dynamique fine échelle, notamment dans les perspectives des futures missions spatiales à hautes résolutions (de type SWOT). / Ocean dynamics, especially in the southern ocean, are caracterized by strong fluctuation due to mesoscale (eddies, 100-200km) and submesoscale (filaments, <50km) processes. Theses processes are known to strongly stimulate primary production and with him the rest of the trophic chain. However, in marine ecosystems, relationship between prey and predator distribution remain challenging to understand. Such complexe link exist within the Southern Elephant Seal (SES) and their deep diving prey.This PhD worked to understand how the SES diving and foraging behaviour is impacted by submesoscale variation of the environment. Two original aspects of this work was first to use the very high resolution measurement from SES as an unique 3-D in-situ submesoscale dataset and then to combine it to, more classic, satellite temperature and altimetry measurement. This work showed, for the first time the in-situ impact of submesoscale frontal regions on one top predator foraging behaviour. Furthermore, during this study, an original method to identify fine scale frontal regions was developped. Finally, this PhD confirm the relevant use of the Surface Quasi-Geostrophic method in the study of fine scale dynamics, especially in the possibility of high resolution spatial missions (such as SWOT).

Pentadesma butyracea Sabine est l’une des quatre espèces du genre Pentadesma endémique de l’Afrique. Elle est distribuée de la Sierra Léone au Gabon dans deux grands types d’habitats :les forêts denses humides discontinues du domaine guinéo-congolais (Haute- et Basse-Guinée) et le domaine soudanien du couloir sec du Dahomey (assimilé à une barrière à l’échange de gènes et d’espèces entre les deux blocs guinéo-congolais). Dans ce dernier, l’espèce se retrouve dans des galeries forestières et occupe une place capitale dans le développement socio-économique des communautés locales en raison des multiples biens et services que procurent ses produits (alimentation, médecine et pharmacopée traditionnelle, etc.). Cependant, des pressions d’origines multiples, telles que le ramassage des graines pour fabriquer du beurre, la fragmentation de l’habitat et sa destruction en faveur du maraîchage, les pratiques culturales inadaptées, les incendies, font peser de lourdes menaces sur l’espèce.<p>Le but de ce travail est d’acquérir les connaissances requises pour la conservation et la gestion durable des ressources génétiques de l’espèce. Trois objectifs ont été définis :(i) étudier la phylogéographie de l’espèce, (ii) étudier sa variabilité morphologique et génétique au Bénin et (iii) caractériser sa biologie de reproduction. En amont de ces travaux, nous avons développé onze marqueurs microsatellites nucléaires chez P. butyracea (chapitre 2). Ils ont été utilisés pour l’étude de la phylogéographie et la diversité génétique de P. butyracea (chapitres 3 et 5), ainsi que pour étudier la dépression de consanguinité et les paramètres de son système de reproduction (chapitre 7).<p>La caractérisation de la répartition spatiale des lignées génétiques de régions intergéniques de l’ADN chloroplastique et de l’ADN ribosomal (ITS) a détecté deux lignées génétiques allopatriques entre le Haut et le Bas-Guinéen, indiquant une forte différenciation génétique et un signal phylogéographique. L’analyse des microsatellites détecte trois pools géniques correspondant aux trois régions étudiées (Haute Guinée, Dahomey Gap et Basse Guinée). La diversité génétique est faible dans le Dahomey Gap, modérée dans le Haut-Guinéen et élevée dans le Bas-Guinéen. Ces résultats indiquent une séparation très ancienne des populations d’Afrique centrale et d’Afrique de l’ouest, alors que celles du Dahomey Gap pourraient résulter des forêts denses humides de l’Afrique de l’ouest lors de la période Holocène humide africaine. Dans ce couloir sec, les populations ont subi une forte dérive génétique, potentiellement due à des évènements de fondation. Au Bénin, deux groupes éco-morphologiques ont été détectés suivant un gradient nord-sud, contrastant avec deux pools géniques présentant une distribution est-ouest. <p>P. butyracea est une espèce auto-compatible majoritairement allogame. La corrélation de paternité est plus élevée aux niveaux intra-fruit vs. inter-fruits, et au sein d’une population de petite taille vs. de grande taille. Les principaux pollinisateurs au Bénin sont deux oiseaux (Cyanomitra verticalis, Cinnyris coccinigastrus) et trois abeilles (Apis mellifera, Meliponula togoensis, Hypotrigona sp.). La productivité totale en fruits augmente en fonction de l’âge de l’arbre et varie en fonction de l’année, atteignant un pic pour les arbres ayant un diamètre de 60-80 cm. Les graines sont récalcitrantes et ont une teneur en eau de 42.5 ± 2.9 %. <p>L’analyse des paramètres de reproduction et de diversité génétique, associés aux facteurs écogéographiques, nous a permis de proposer un échantillon de neuf populations représentatives de la diversité à l’échelle du Bénin, dans la perspective d’une conservation in situ. Le succès de celle-ci dépendra des efforts conjugués des communautés locales, de la recherche forestière et de la définition d’un cadre législatif par le politique pour la protection des habitats. La conservation ex situ est envisagée sous forme d’un verger rassemblant diverses origines, présentant l’intérêt supplémentaire de permettre d’étudier les contributions de la diversité génétique et de la plasticité phénotypique à la variation phénotypique. / Pentadesma butyracea Sabine is one of the four species of the endemic genus Pentadesma in Africa. The species is distributed from Sierra Leone to Gabon in two major types of habitats: the discontinuous and dense Guineo-Congolian rainforests (Upper and Lower Guinea) and the Sudanian domain of the dry corridor of Dahomey (considered as a barrier to the exchange of genes and species between Upper and Lower Guinea). In the latter, the species is found in gallery forests and plays a vital role in the socio-economic livelihood of local communities due to the various resources and services that provide its products (food, medicine and traditional, etc.). However, pressure from many sources including the collection of seeds to make butter, habitat fragmentation and its destruction for market gardening, inadequate agricultural practices, fires, are serious threats to the species.<p>The aim of this work was to acquire appropriate knowledge for the conservation and sustainable management of genetic resources of the species. Three objectives were defined (i) study the phylogeography of the species; (ii) evaluate its morphological and genetic variability in Benin; and (iii) characterize its reproductive biology. In a preliminary work, eleven nuclear microsatellite markers of P. butyracea were developed (Chapter 2). They were used for the study of phylogeography and genetic diversity of P. butyracea (chapters 3 and 5), and to study the inbreeding depression and parameters of its breeding system (Chapter 7).<p>The characterization of the genetic lineages and their spatial distribution using intergenic regions from chloroplast DNA and ribosomal DNA (ITS) region detected two allopatric genetic lineages between Upper and Lower Guinea, indicating a high genetic differentiation and a phylogeographic signal. Microsatellite markers allowed us to detect three genepools matching with the three studied regions (Upper Guinea, Dahomey-Gap and Lower Guinea). Genetic diversity was low in the Dahomey Gap, moderate in Upper Guinea and high in Lower Guinea. These results indicate an ancient separation of populations from Central and West Africa, while those from Dahomey Gap could originate West African rainforests (Upper Guinea) during the African humid Holocene period. In this dry corridor, populations experienced high genetic drift, possibly due to founding events. In Benin, two eco-morphological groups were detected following a north-south gradient, contrasting with two gene pools presenting an east-west distribution.<p>Pentadesma butyracea is a self-compatible, mainly allogamous species. The correlation of paternity was higher within-fruit vs. among-fruits, and in population of small size vs. large size. The main pollinators in Benin are two birds (Cyanomitra verticalis, Cinnyris coccinigastrus) and three bees (Apis mellifera, Meliponula togoensis, Hypotrigona sp.). Total productivity in fruit increases with tree age and varies yearly, reaching a peak for trees of 60-80 cm of diameter class. Seeds are recalcitrant (i.e. they cannot be conserved at low temperature), having a water content of 42.5 ± 2.9% at maturity.<p>The analysis of reproduction and genetics parameters, associated with eco-geographic factors, enabled us to select nine populations representative of the diversity in Benin, from the perspective of in situ conservation. The success of the latter will depend on combined efforts of local communities, forest research and an adequate legislative framework for the protection of habitats. Ex situ conservation is envisaged as an orchard assembling various origins, and would have the additional advantage of allowing to study the contribution of genetic diversity and phenotypic plasticity to phenotypic variation. / Doctorat en Sciences / info:eu-repo/semantics/nonPublished