Tesis doct.--Facultad de derecho--Universidad complutense de Madrid, 2001. / Bibliogr. p [329]-348.

Th.--Sci.--Nancy--Institut national polytechnique de Lorraine, 1984. / Bibliogr. p. 311-320. Résumé en anglais.

Thèse (Ph. D.)--Université Laval, 2005. / Titre de l'écran-titre (visionné le 28 septembre 2005). Bibliogr.

L'exploration de la diversité des êtres vivants dans les profondeurs marines est une histoire récente. C'est seulement à partir du XIXe siècle, sur un terrain vierge de toute connaissance, aussi bien géologique que biologique, que les scientifiques y révèlent progressivement la présence d'organismes, le plus souvent à l'occasion d'expédition à but économique. Par exemple, la pose de câbles télégraphiques a permis de découvrir fortuitement des organismes inattendus, ce qui a initié l'intérêt des naturalistes pour les grands fonds. Aujourd'hui, la connaissance de la diversité du vivant dans les profondeurs reste partielle. Les biologistes y font souvent face à la nouveauté et à l'imprévu, ce qui suscite un régime original de production des connaissances scientifiques reposant sur la description, elle-même fondée sur des hypothèses rarement explicitées, mal fondées sur un état de connaissance incomplet. D'autre part, ce sont souvent des intérêts économiques (tournés vers l'exploitation minière ou halieutique) qui orientent les explorations de la diversité des grands fonds vers certaines zones. Le présent travail doctoral développe une approche à la fois scientifique, historique et épistémologique liée des explorations marines et des données de biodiversité des profondeurs qui en résultent. Il s'agit de caractériser la transformation des représentations scientifiques du vivant et de sa diversité dans les profondeurs et d'identifier les facteurs et les éventuels biais méthodologiques qui déterminent l'acquisition et la structure de ces connaissances. Ce travail s'appuie sur un vaste corpus de documents rattachés au programme de campagnes océanographiques, initié en 1976 et mené conjointement par le MNHN (Muséum National d'Histoire Naturelle) et l'IRD (Institut de Recherche pour le Développement), appelé « Tropical Deep-Sea Benthos » (TDSB), anciennement « MUSORSTOM ». Ce programme informel d'exploration naturaliste cible depuis quarante ans la zone aphotique intertropicale principalement dans l'Indo-Ouest Pacifique. Une grande partie du travail a consisté en la structuration et la mise à disposition des données et des connaissances acquises pendant ce programme dans les bases de données du MNHN. Il a notamment permis de construire et d'alimenter la base de données des expéditions du MNHN (expeditions.mnhn.fr) dont le but est de fournir non seulement un référentiel géographique auquel les autres bases de données du MNHN peuvent se référer, mais aussi de documenter les métadonnées associées aux expéditions (rôle et spécialité des scientifiques participant aux campagnes, comptes-rendus de mission, photographies des spécimens et des récoltes). Parallèlement, un référentiel bibliographique a été conçu, qui permet de relier des publications aux différentes campagnes. Cette structuration des données au sens large permet de formuler des hypothèses sur la façon dont se construisent les représentations de la biodiversité et les explications qui s'y rapportent. L'analyse de ce corpus de publications a été menée en deux temps. Un premier moment descriptif a permis de dégager des tendances historiques et géographiques ainsi que des hypothèses sur les facteurs qui structurent le jeu de données obtenu. Une seconde approche a visé à étayer ces hypothèses en analysant finement le contenu des publications. Une grande partie de ces publications étant des travaux de taxonomie descriptive, cette analyse met en avant des constantes et des évolutions dans les pratiques de ce champ disciplinaire. En plus de l'analyse des documents associés au programme, un travail de contextualisation mené à partir de quinze entretiens de chercheurs permet de situer le programme TDSB dans l'histoire plus générale de l'exploration des grands fonds. / Exploring the diversity of living being in the deep sea is a recent story. It is only from the nineteenth century, on a virgin land of all knowledge, both geological and biological, that scientists gradually reveal the presence of organisms, usually on the occasion of expedition for economic purposes. For example, the laying of telegraphic cables has unexpectedly discovered organisms, which has initiated the interest of naturalists for the deep sea fauna. Today, the knowledge of the diversity of life in the depths remains partial. Biologists often face the novelty and the unexpected, which gives rise to an original regime for the production of scientific knowledge based on the description, which itself is based on hypotheses that are rarely explained and that are based on a state of incomplete knowledge. On the other hand, it is often economic interests (turned towards mining or fishing) that guide explorations of the diversity of the deep sea towards certain zones. The present doctoral work develops a scientific, historical and epistemological approach of the marine explorations and of the knowledge on biodiversity produces by this program. It is a question of characterizing the transformation of the scientific representations of the fauna and its diversity in the depths and of identifying the factors and the possible methodological biases which determine the acquisition and the structure of this knowledge. This work is based on a large corpus of documents related to the oceanographic cruises program, initiated in 1976 and conducted jointly by the MNHN (National Museum of Natural History) and the IRD (Research Institute for Development), called " Tropical Deep-Sea Benthos "(TDSB), formerly" MUSORSTOM ". This informal program of naturalist exploration has for forty years been targeting the intertropical zone, mainly in the Indo-West Pacific. Much of the work involved structuring and making available the data and knowledge gained during this program in the MNHN databases. In particular, it has helped to develop and complete the MNHN expedition database (expeditions.mnhn.fr), which aims to provide not only a geographical repository to which the other MNHN databases can refer, but also to document the metadata associated with the expeditions (role and specialty of the scientists participating in the cruises, mission reports, photographs of the specimens and substrate). At the same time, a bibliographic repository has been designed that links publications to different campaigns. This structuring of data in a broad sense makes it possible to formulate hypotheses on the way in which the representations of biodiversity and the explanations related to it are constructed. The analysis of this corpus of publications was conducted in two steps. A first descriptive approach made it possible to identify historical and geographical trends as well as hypotheses on the factors that structure the dataset obtained. A second approach aimed to support these hypotheses by finely analyzing the content of publications. Since most of these publications refer to a descriptive taxonomy field, this analysis highlights constants and evolutions in the practices of this disciplinary field. In addition to the analysis of the documents associated with the program, a contextualization work carried out from fifteen interviews of researchers makes it possible to situate the TDSB program in the more general history of deep-sea exploration.

« Thèse en cotutelle : Université Laval, Québec et E Nat Sup Télécom Bretagne, Brest » / La cartographie précise des eaux peu profondes, particulièrement en zones côtières, reste un défi majeur, notamment en ce qui concerne les incertitudes dans la mesure de la profondeur de la colonne d'eau (WCD). Cette précision est essentielle tant pour la navigation que pour la recherche, qui s'est jusqu'ici principalement concentrée sur l'estimation de la WCD sans considérer pleinement les incertitudes associées. Les méthodes traditionnelles, qu'elles soient radiométriques ou géométriques, présentent chacune leurs limitations spécifiques. Notre travail propose un cadre d'inférence basé sur la vraisemblance pour estimer rigoureusement ces incertitudes. L'approche se développe selon deux axes : une analyse radiométrique fondée sur la modélisation du transfert radiatif avec des techniques semi-analytiques, et une approche géométrique basée sur la triangulation stéréophotogrammétrique. Cette double méthodologie permet d'évaluer les biais et les erreurs inhérents à chaque approche. Le développement de ces cadres d'inférence dans les domaines radiométrique et géométrique est validé par des simulations réalistes, permettant une compréhension approfondie des incertitudes dans l'estimation de la WCD. Nos résultats démontrent l'efficacité de cette approche pour quantifier les incertitudes dans les deux types d'estimations. Cette recherche apporte une contribution significative à la télédétection passive et aux sciences marines en proposant des méthodes fiables pour évaluer les incertitudes dans la cartographie des eaux peu profondes. / The complexities of mapping shallow water bodies, particularly coastal areas, have long been studied, yet a focused understanding of Water Column Depth (WCD) uncertainties remains notably lacking. While accurate measurement of these uncertainties is crucial for reliable bathymetric charts and safe navigation, current research has primarily focused on WCD estimation without considering associated uncertainties. Traditional approaches, whether radiometric or geometric analyses of spectral imagery, face distinct limitations in optically complex waters and featureless seabeds, respectively. Our work introduces a likelihood-based inference framework designed for robust estimation of WCD uncertainties through two main objectives. First, we develop a radiometric inferential approach based on Radiative Transfer (RT) modeling with Semi-Analytical (SA) techniques, enabling detailed analysis of uncertainties and inherent biases. Second, we establish a geometric inferential approach using stereo-photogrammetric triangulation to evaluate WCD uncertainties from a geometric perspective. These frameworks are validated through realistic simulations, focusing on understanding and quantifying WCD uncertainties. Our findings confirm the effectiveness of the likelihood-based inference framework in quantifying uncertainties for both radiometric and geometric WCD estimations. This research makes a significant contribution to passive remote sensing and marine science by providing reliable, comprehensive methods for assessing uncertainties in shallow water mapping

Dans une problématique de réinterprétation géodynamique de la zone de suture Yarlung Zangbo (ZSYZ) au sens large, la pétrographie, la chimie minérale et la li- thogéochimie ont été effectuées sur des roches mafiques, ultramafiques et sédimentaires provenant de trois unités géologiques situées immédiatement au sud des ophiolites de la ZSYZ : le mélange ophiolitique crétacé précoce, le mélange de Yamdrock mésozoïque et le flysch triasique tardif. La majorité des roches mafiques du mélange ophiolitique montrent des caractéristiques géochimiques typiques d'un bassin d'arrière-arc, certaines d'un arc intra-océanique. De même, les roches ultramafiques possèdent des caractéristiques géochimiques qui suggèrent une origine dans un environnement de supra-subduction. Ces caractéristiques varient selon le taux de fusion partielle et le degré d'interac- tion magma-manteau enregistrés par les péridotites. Une analogie peut être faite avec des systèmes océaniques modernes de type arc-bassin. Le mélange ophiolitique résulte bien de la désagrégation des massifs ophiolitiques sus-jacents. Les roches mafiques du mélange de Yamdrock montrent une affinité géochimique avec le magmatisme intra- plaque océanique (de type OIB). Les roches mafiques du flysch triasique montrent une signature géochimique double qui suggère qu'elles dérivent d'une même source magma- tique intraplaque enrichie, mais qu'elles ont subi des processus d'assimilation et de cris- tallisation fractionnée (ACF). Cette contamination crustale continentale semble résulter de la dislocation de la Plaque Indienne lors de l'ouverture de l'Océan Néo-Téthys. Une analogie peut être faite avec le point chaud de la Réunion, dans l'Océan Indien, et les Trapps de Deccan, à l'ouest de l'Inde. Les roches sédimentaires de ces deux unités possèdent une signature géochimique qui concorde avec un environnement de déposition le long d'une marge passive et avec une source au niveau de la croûte continentale supérieure ancienne de l'Inde. Les blocs mafiques d'affinité intraplaque induiraient une contribution mafique et les batholites granitiques démembrés une contribution felsique à la source de ces turbidites. L'évolution paléozoïque du bassin néo-téthysien a ainsi été reconstituée en fonction de l'environnement tectonique défini pour chaque unité géologique associée à la ZSYZ.

Un sonar latéral de cartographie enregistre les signaux qui ont été rétrodiffusés par le fond marin sur une large fauchée. Les signaux sont ainsi révélateurs de l'interaction entre l'onde acoustique émise et le fond de la mer pour une large plage de variation de l'angle de rasance. L'analyse des statistiques de ces signaux rétrodiffusés montre une dépendance à ces angles de rasance, ce qui pénalise fortement la segmentation des images en régions homogènes. Pour améliorer cette segmentation, l'approche classique consiste à corriger les artefacts dus à la formation de l'image sonar (géométrie d'acquisition, gains variables, etc.) en considérant un fond marin plat et en estimant des lois physiques (Lambert, Jackson, etc.) ou des modèles empiriques. L'approche choisie dans ce travail propose de diviser l'image sonar en bandes dans le sens de la portée ; la largeur de ces bandes étant suffisamment faible afin que l'analyse statistique de la rétrodiffusion puisse être considérée indépendante de l'angle de rasance. Deux types d'analyse de texture sont utilisés sur chaque bande de l'image. La première technique est basée sur l'estimation d'une matrice des cooccurrences et de différents attributs d'Haralick. Le deuxième type d'analyse est l'estimation d'attributs spectraux. La bande centrale localisée à la moitié de la portée du sonar est segmentée en premier par un réseau de neurones compétitifs basé sur l'algorithme SOFM (Self-Organizing Feature Maps) de Kohonen. Ensuite, la segmentation est réalisée successivement sur les bandes adjacentes, jusqu'aux limites basse et haute de la portée sonar. A partir des connaissances acquises sur la segmentation de cette première bande, le classifieur adapte sa segmentation aux bandes voisines. Cette nouvelle méthode de segmentation est évaluée sur des données réelles acquises par le sonar latéral Klein 5000. Les performances de segmentation de l'algorithme proposé sont comparées avec celles obtenues par des techniques classiques.

Cette thèse est une contribution à la caractérisation des fonds sous-marins par des techniques acoustiques. On s'intéresse aux fonds sédimentaires, principalement sédiments sableux. Les fonds de sables sont en effet fréquemment rencontrés par petits fonds sous nos latitudes. Les procédés existants de caractérisation acoustique des fonds visent le plus souvent à qualifier la géométrie du sol ou du sous-sol: morphologie du fond, typologie des faciès sédimentaires, identification du toit rocheux ... Toutefois, les détails du sous-sol marin (stratification et composition des sables) nous échappent le plus souvent et on a alors recours à des sondages in-situ ponctuels, coûteux et souvent difficiles à réaliser. Afin de résoudre ce problème, nous avons développé SCAMPI (Système de Caractérisation Acoustique Marine Propagation Interface). C'est un dispositif de caractérisation géoacoustique breveté qui vise justement à réduire notre myopie chronique dans les premiers mètres des sous-sols sableux immergés en calculant des profils verticaux des vitesses du son. Le système développé est typique d'un processus d'inversion basé sur des mesures distantes et indirectes (on ne touche pas le sol). Disposer de profils de vitesses pour caractériser le sous-sol est une étape nécessaire, mais insuffisante pour les applications visées. Pour ces dernières, il s’agit notamment de déterminer si le sable est fin ou grossier, s'il est homogène ou hétérogène, s'il contient des coquilles, s'il est compacté ou pas.Pour répondre à de telles questions, il est nécessaire d'utiliser des relations entre les vitesses du son et les propriétés des matériaux granulaires. Ces relations géoacoustiques sont quasi-inexistantes pour les sables marins, surtout pour les sables grossiers. Pour constituer de nouvelles relations géoacoustiques, il est proposé d’établir des bases de données à partir de mesures in-situ des vitesses acoustiques et des analyses des échantillons de sédiments prélevés au même endroit. Pour cela, un prototype de célérimètre a été développé, INSEA (INvestigation of SEdiment by means of Acoustic), qui permet de mesurer les vitesses et l'atténuation du son dans des sédiments, y compris dans des sables grossiers. / This thesis is a contribution to the seabed exploration by means of acoustical methods. We focus on sediment seabeds, especially on sand sediments because there are often encountered off European coasts. Existing acoustic methods for seabed characterization generally aim to qualify the sub-seafloor: sediment thickness or bedrock cap detection.Nevertheless, accurate sediment stratification or details of the involved sediment are generally out of reach. This is why SCAMPI (Sub-seafloor Characterization by Acoustic Measurements & Parameters Inversion) have been have designed. This patented device is a geoacoustical inversion method based on an underwater acoustic instrumentation towed in water column. It aims to identify and characterize sediment layers over a thickness of 5-10 meters below the seabed, quantifying major physical parameters as compressional speed. But vertical sound speed profiles of the sub-seabed is a necessary step but is insufficient to predict refined information about the sediment: is it coarse, homogeneous, does it contain inclusions ..?To give answers to these questions, geoacoustical relations linking acoustic parameters to sedimentological parameters are required. But these relations are sparse, particular for coarse sands.A velocimeter prototype INSEA (INvestigation of SEdiment by means of Acoustic) have been designed, to measure in situ acoustical parameters of the first centimeters of the seafloor, even in coarse sands. This work is the preliminary work leading to a new project which consist in building specific data bases to elaborate these geoacoustical relations and theoretical modeling in granular wet media suited to marine geophysics applications.

Cette thèse, co-dirigée par Jean-Marc Boucher et Ronan Fablet (IMT Atlantique) et co-encadrée par Didier Charlot (iXBlue), Gilles Le Chenadec et Michel Legris (ENSTA Bretagne), a été réalisée dans le cadre d'une convention CIFRE au sein de la société iXBlue. iXblue développe et commercialise un sondeur multifaisceaux (MBES) SEAPIX principalement dédié au marché de la pêche. Ce système a été développé pour offrir le meilleur compromis entre performances de détection et son coût de revient. Outre les caractéristiques classiques d'un MBES, il propose la particularité unique de pouvoir insonifier des fauchées différentes sous le navire par dépointage électronique du faisceau d'émission de bâbord à tribord et d'avant en arrière. Le travail de thèse a pour objectif d'étudier l'apport de ces nouvelles capacités multi-fauchées dans l'analyse et la classification des fonds marins. La première partie du travail a consisté à réaliser une analyse détaillée de la chaîne de mesure. Cette étude a permis d'évaluer la consistance des niveaux de rétrodiffusion entre les différents modes d'insonification. La deuxième partie s'est intéressée à la recherche des caractéristiques discriminantes du signal rétrodiffusé en tenant compte de la géométrie d'acquisition de chaque mode d'insonification. La dernière étape du travail a porté sur des méthodes de fusion des données acquises. Cette étude s'est réalisée en deux approches; la première considère des données venant du même mode d'insonification (intra-mode) et la seconde venant de modes différents (inter-mode), pour la cartographie des fonds marins. Les résultats expérimentaux obtenus mettent en évidence l'intérêt de la chaîne de traitement proposée et d'une architecture multi-mode sur les jeux de données réelles traitées. / This thesis, co-directed by Jean-Marc Boucher and Ronan Fablet (IMT Atlantique) and co-supervised by Didier Charlot (iXBlue), Gilles Le Chenadec and Michel Legris (ENSTA Bretagne), was realized in the context of a convention CIFRE with the company iXBlue.iXblue develops and commercializes a multibeam echosounder (MBES) SEAPIX primarily dedicated to the fishery market. The system is optimized to offer the best compromise between performances capabilities and cost. In addition to the classical characteristics of an MBES, it offers the unique feature of scanning the seafloor (and the water column volume) by electronical beamform multiple the emission swaths from port to starboard, as well as from forward to backward. The objective of the thesis is to study the contribution of these new multi-swath capacities in the analysis and classification of the seafloor.The first part of the work consisted in carrying out a detailed analysis of the measurement chain. This study evaluated the consistency in acquiring the backscattering strength from different insonification modes. The second part investigated the discriminant characteristics of the backscattered signal while taking into account the acquisition geometry of each insonification mode. The last stage of the work involved to methods of fusing the acquired data. This study was carried out in two approaches; the first considers data from the same insonification mode (intra-mode) and the second from different modes (inter-mode), for the seafloor classification. The obtained experimental results highlight the interest of the proposed processing chain and a multi-mode architecture on the real datasets.

Un sonar latéral de cartographie enregistre les signaux qui ont été rétrodiffusés par le fond marin sur une large fauchée. Les signaux sont ainsi révélateurs de l’interaction entre l’onde acoustique émise et le fond de la mer pour une large plage de variation de l’angle de rasance. L’analyse des statistiques de ces signaux rétrodiffusés montre une dépendance à ces angles de rasance, ce qui pénalise fortement la segmentation des images en régions homogènes. Pour améliorer cette segmentation, l’approche classique consiste à corriger les artefacts dus à la formation de l’image sonar (géométrie d’acquisition, gains variables, etc.) en considérant un fond marin plat et en estimant des lois physiques (Lambert, Jackson, etc.) ou des modèles empiriques. L’approche choisie dans ce travail propose de diviser l’image sonar en bandes dans le sens de la portée ; la largeur de ces bandes étant suffisamment faible afin que l’analyse statistique de la rétrodiffusion puisse être considérée indépendante de l’angle de rasance. Deux types d’analyse de texture sont utilisés sur chaque bande de l’image. La première technique est basée sur l’estimation d’une matrice des cooccurrences et de différents attributs d’Haralick. Le deuxième type d’analyse est l’estimation d’attributs spectraux. La bande centrale localisée à la moitié de la portée du sonar est segmentée en premier par un réseau de neurones compétitifs basé sur l’algorithme SOFM (Self-Organizing Feature Maps) de Kohonen. Ensuite, la segmentation est réalisée successivement sur les bandes adjacentes, jusqu’aux limites basse et haute de la portée sonar. A partir des connaissances acquises sur la segmentation de cette première bande, le classifieur adapte sa segmentation aux bandes voisines. Cette nouvelle méthode de segmentation est évaluée sur des données réelles acquises par le sonar latéral Klein 5000. Les performances de segmentation de l’algorithme proposé sont comparées avec celles obtenues par des techniques classiques. / The sidescan sonar records the energy of an emitted acoustical wave backscattered by the seabed for a large range of grazing angles. The statistical analysis of the recorded signals points out a dependence according grazing angles, which penalizes the segmentation of the seabed into homogeneous regions. To improve this segmentation, classical approaches consist in compensating artifacts due to the sonar image formation (geometry of acquisition, gains, etc.) considering a flat seabed and using either Lambert’s law or an empirical law estimated from the sonar data. The approach chosen in this study proposes to split the sonar image into stripes in the swath direction; the stripe width being limited so that the statistical analysis of pixel values can be considered as independent of grazing angles. Two types of texture analysis are used for each stripe of the image. The first technique is based on the Grey-Level Co-occurrence Matrix (GLCM) and various Haralick attributes derived from. The second type of analysis is the estimation of spectral attributes. The starting stripe at mid sonar slant range is segmented with an unsupervised competitive neural network based on the adaptation of Self- Organizing Feature Maps (SOFM) algorithm. Then, from the knowledge acquired on the segmentation of this first stripe, the classifier adapts its segmentation to the neighboring stripes, allowing slight changes of statistics from one stripe to the other. The operation is repeated until the beginning and the end of the slant range are reached. The study made in this work is validated on real data acquired by the sidescan sonar Klein 5000. Segmentation performances of the proposed algorithm are compared with those of conventional approaches.