Les contaminants d’intérêt émergent (CIEs) ont fait l’objet d’un nombre croissant d’études ces dernières années, notamment dans les milieux aquatiques. Il existe cependant certains manques de connaissances concernant leur occurrence et leur distribution dans les systèmes hydrologiques complexes, notamment la distribution verticale à travers différentes masses d’eau. Les variations saisonnières entre conditions estivales et hivernales restent difficiles à établir en raison des conditions météorologiques hivernales rigoureuses au Canada, limitant l’accessibilité des échantillons. Ainsi, ce projet de maîtrise a porté sur l’étude de 90 CIEs, comprenant des pesticides, des produits pharmaceutiques et marqueurs anthropiques, des hormones et des substances perfluorées dans un environnement océanographique, soit l’Estuaire et le Golfe du Saint-Laurent (EGSL). Deux expéditions ont été menées en conditions hivernales (hivers 2019 et 2020) et une en conditions estivales (été 2019). Ces missions ont permis d’évaluer, dans un premier temps, la distribution spatiale des CIEs dans l’eau de surface le long de l’EGSL, puis, dans un second temps, la variation des concentrations de surface associées aux différentes températures, salinités, couvertures de glace, processus de dégradation ou débit du fleuve des saisons. Par ailleurs, un échantillonnage à plusieurs profondeurs durant l’hiver 2020 a permis de dresser un profil vertical des concentrations le long de l’Estuaire et du Golfe du Saint-Laurent. Finalement, la filtration de larges volumes d’eau de surface durant l’hiver 2020 a permis d’évaluer la concentration des CIEs adsorbés sur la matière en suspension (phase particulaire) et conséquemment, le partitionnement entre la phase dissoute et particulaire, influencé par la variation de la salinité et de la quantité de matière en suspension. Les analyses ont été effectuées grâce au développement et à la validation d’une nouvelle méthode multi-résidus impliquant la chromatographie liquide à ultra-haute performance (UHPLC) couplée à la spectrométrie de masse à haute résolution (HRMS). À notre connaissance, il s’agit de la première étude à caractériser divers contaminants émergents dans les eaux de l’Estuaire et du Golfe du Saint-Laurent, particulièrement pendant la période hivernale et à travers la colonne d’eau. / Contaminants of Emerging Concern (CECs) have been increasingly studied since recent years, for instance in aquatic ecosystems. However, there exist significant knowledge gaps regarding their occurrence and distribution in complex hydrological systems, including their vertical distribution in different water bodies. Seasonal variations between summer and winter conditions are also difficult to establish because of the rigorous winter weather conditions in Canada, restricting the accessibility of samples. Thus, this project focused on the study of 90 CECs, including pesticides, pharmaceuticals and anthropogenic markers, hormones, and perfluorinated substances in an oceanographic environment, namely the St. Lawrence Estuary and Gulf (SLEG). Two expeditions were conducted under winter conditions (winters 2019 and 2020) and one under summer conditions (summer 2019). These expeditions first assessed the spatial distribution of CECs along the SLEG and, secondly, the seasonal and annual variations of the concentrations associated with the different temperatures, salinities, ice cover, degradation processes or seasonal river flow. In addition, sampling at multiple depths during the winter of 2020 allowed for documenting the vertical profiles of CECs throughout the SLEG. Finally, the filtration of large volumes of surface water during the winter of 2020 allowed for the evaluation of the CECs adsorbed onto suspended particle matter (SPM) and consequently, the partitioning between dissolved and particulate phases, influenced by salinity and SPM variations. Analyses were performed following the development and validation of a new multi-residue method involving ultra-high performance liquid chromatography (UHPLC) coupled with high-resolution mass spectrometry (HRMS). To the best of our knowledge, this is the first study to report the occurrence of emerging contaminants in the SLEG, especially during the winter season and across the water column.

Les estuaires sont des zones à l’interface terre-mer au coeur de la question du devenir des apports continentaux drainés par les grands bassins versants. L’objet de cette étude est focalisé sur l’estuaire de la Loire et ses zones adjacentes (i.e. baie de Bourgneuf et le Mor-Bras) situés dans le nord-est du Golfe de Gascogne. C’est un environnement soumis à l’influence significative de la marée qui se propage en amont de l’embouchure à plus de 100 km, de forçages météorologiques de moyennes latitudes donc hautement variables qui induisent en particulier des débits fluviaux pouvant varier d’un facteur dix. Cette variabilité est étudiée à l’aide d’un modèle numérique et des outils de description de la circulation qui permettent de mieux cerner les temps de séjours et de transits des eaux continentales dans l’estuaire et vers les baies riveraines. L’approche s’appuie sur un modèle en grille structurée mais dont la malléabilité pour décrire la complexité du domaine à simuler est donnée par le caractère non orthogonal des mailles employées pour la discrétisation. Le choix d’un système de coordonnées optimale (covariantes ou contravariantes) est discuté puis implémenté dans le code MARS-3D. Ce nouvel outil est qualifié et validé sur des cas-test puis implémenté en conditions réelles sur un domaine à la géométrie particulièrement accidentée. Les simulations reproduisent très finement la dynamique du grand panache de la Loire et confirment sa très grande variabilité spatiale et temporelle que décrivent partiellement des observations à haute fréquence et ponctuelles ; elles permettent de décrire les chemins privilégiés des masses d’eau à travers les sections de références choisies. / Estuaries are key areas in between land and ocean which play a major role in the spreading ofcontinental runoff drained by large watershed. This study focused on the Loire Estuary and its adjacentbays (i.e. Bourgneuf bay and Mor-Braz sea) all located in the north-east side of the bay of Biscay. It isinfluenced by the large tidal wave that propagates upstream the mouth on more than a 100 km, by highlymid-latitude meteorological forcing that may not only induced High variability in the circulation driversbut also on the river runoffs that may vary from 1 to 10 from early spring to late summer. This Highvariability is studied thanks to numerical simulation and tools dedicated to describe the circulation withsynthetic index such as transit time and mean age of water. The approach lies on a numerical modeldiscretized on a structure grid which constraints have been relaxed to better fit the fractal coastal lineusing non orthogonal grid cells. The optimal coordinate framework (co or contra-variant) have beendiscussed, and implemented within a pre-existing code (i.e. MARS-3D). This tools was validated withtest cases and implemented on a domain with a particular complex geometry. The numerical simulationscatch very accurately the dynamic of this large plume at least as it is described by available in situobservations. This numerical solution allowed to exhibit the main path of water masses through the areaand from place to place and their variability according to the main forcings.

Le site CeEt-482 est un vestige de la tradition technologique de l’Archaïque du golfe du Maine. Il est exceptionnel, car il n’a été occupé que durant une courte période de la préhistoire et n’a subi, par la suite, que peu de perturbations anthropiques. De plus, les fouilles ont couvert une large superficie et ont été pratiquées dans un cadre professionnel. Parmi les restes matériels découverts se trouvent des milliers d’éclats, et aussi plus d’une centaine de micro-outils en quartz. Cet assemblage a conduit l’archéologue responsable du projet à émettre l’hypothèse que les activités de taille ont dû être plutôt intensives. Outre ces objets issus de la taille, plusieurs pierres ont aussi été amassées. Certaines dont la surface présente des marques d’abrasion ou d’impacts et d’autres qui n’ont aucune marque d’utilisation visible. J’ai choisi de placer ces pierres à l’avant-plan dans l’interprétation de la fonction du site afin de vérifier si celles-ci corroboraient l’hypothèse suggérée au départ. Toutefois, dans une perspective plus large, j’ai aussi cherché à savoir quel fut leur rôle dans la stratégie d’occupation des individus qui ont séjourné sur CeEt-482. L’organisation technologique des outils est l’angle d’approche qui fut utilisée. L’analyse des pierres, quant à elle, a employé deux structures méthodologiques dont l’une est inspirée du concept de la vie de l’objet et la seconde provient du cadre conceptuel nommé théorie du Design. Les résultats ont ensuite été mis en contexte par rapport à la disposition spatiale des vestiges. Ce mémoire a permis d’apporter une nuance quant à l’interprétation initiale du site. En fait, les activités liées au travail de la pierre se seraient déroulées plutôt de manière ponctuelle. L’analyse des outils choisis pour ce mémoire démontre que ceux-ci ont participé de manière plus intensive aux activités qui sont en lien avec le travail de la matière souple, fibreuse ou dure, ainsi qu’aux activités liées à l’alimentation. Je propose l’hypothèse que le site CeEt-482 puisse donc avoir été une destination qui offre un large éventail de ressources, soit pour réparer son équipement ou bien pour y refaire des provisions après ou avant un long périple. / The CeEt-482 site is located on the south shore of the Strait of Quebec, and dates approximately eight thousand years before today. The site was occupied briefly by a group related to the Gulf of Maine Archaic technological tradition. The site produced numerous lithic artifacts that are mainly represented by flakes and by a microtool industry, mostly made of quartz. The site was excavated over thirty years ago. At the time, only a preliminary analysis of the assemblage was carried out. The interpretation was that flaking activities on the site was intensive and, also, an important aspect that explains the function of the site. However, different types of pebbles used as tools and rocks with marks of impacts or grinding were found throughout the excavated area. I decided to place these tools at the centre of this research in order to verify if they corroborate the hypothesis of the site function or the intensity of flaking activities. The research question is explored with a technological organization approach which has the potential to demonstrate the way tools interact with the strategies employed by the occupants during the occupation of the site. The methodology applied to the analysis of the stone tool assemblage is based on the tool’s life history combined with the concept of design theory. This research contributes a more complete interpretation of the site that adds to the initial interpretations of the site’s function. The results suggest that flaking activities where in fact less important than seemed at first sight and happened sporadically throughout the occupation. Regarding the tools that have been studied, the intensity of activities appears to be most closely linked to the work of soft or hard organic material and linked with food preparation and consumption. In conclusion, I suggest that CeEt-482 could have played the role of a safe destination after a long period of travel where the occupants could find a large variety of resources and where they could repair equipment or gather provisions before or after another trip.

Les six pays qui forment le Conseil de Coopération du Golfe (CCG) disposent encore collectivement de vastes réserves de pétrole et de gaz. Mais pour combien de temps ? Arabie Saoudite, Bahreïn, Émirats Arabes Unis, Koweït, Oman et Qatar n’ont pendant longtemps imposé que les sociétés pétrolières étrangères. Conscients de la limite de la manne pétrolière, ils cherchent depuis plusieurs années à diversifier leur assise économique en attirant toujours plus d'investissements directs étrangers, autres que pétroliers. Un droit fiscal commun, applicable aux activités commerciales et industrielles des entreprises étrangères, a ainsi vu le jour en Arabie Saoudite, au Koweït, en Oman et au Qatar. Ce régime fiscal se distingue à la fois par de faibles taux d’imposition et par le renforcement permanent des moyens de recouvrement et de contrôle des opérations internationales des entreprises étrangères. Les entreprises françaises qui opèrent dans cette région bénéficient toujours, en application des conventions contre la double imposition, d’une suppression des retenues à la source sur leurs revenus issus des pays du CCG. C’est un avantage fiscal considérable par rapport à leurs homologues domiciliées dans d'autres pays occidentaux. Mais aujourd’hui, les sociétés françaises doivent faire face à une politique fiscale plus « agressive ». Elles sont confrontées à des systèmes fiscaux attractifs mais évolutifs, très diversifiés et de plus en plus coercitifs. / The six Arab states of the Gulf Cooperation Council (GCC) still hold collectively vast reserves of oil and gas. But for how much longer? Saudi Arabia, Bahrain, United Arab Emirates, Kuwait, Oman and Qatar have for a long time taxed only foreign oil companies. Aware of the limits of the oil godsend, these countries are currently seeking to diversify their economic basis by drawing in ever more foreign direct investment outside of the fossil fuel sector. New taxation laws applicable to foreign commercial and industrial activities have therefore been enacted in Saudi Arabia, Kuwait, Oman and Qatar. These laws share two main characteristics: low tax rates and strengthened measures to collect taxes and control the international operations of foreign companies. Under double taxation treaties, French companies operating in that region still enjoy exemption from withholding tax on their GCC revenue. That is a considerable advantage compared to their counterparts based in other Western countries. Yet French companies must now encounter an "aggressive" fiscal policy. They are confronted with attractive fiscal systems but constantly changing, diverse and coercive.

Indépendant depuis 1971, le Qatar a longtemps fait partie des micro-États. Le pays a ensuite vécu une forme de révolution avec l’accession au pouvoir de Hamad ben Khalîfa al-Thânî en juin 1995. Le nouvel émir a alors entrepris une politique volontariste de reconnaissance internationale. Le périmètre de son action diplomatique s'est renforcés dans un contexte où l’augmentation de la rente pétrolière a permis à la famille royale de satisfaire les demandes sociales des nationaux. Comme de nombreux États du monde arabe, le régime qatarien devait se doter d’une légitimité prenant en partie appui sur le socle religieux. Cette formule de légitimité a trouvé une part de sa réponse dans la relation nouée avec Yûsuf al-Qaradhâwî.Figure majeure de la scène islamiste contemporaine, cet ouléma a mené une intense activité de prédication. Sa longue présence dans l’émirat lui a permis de tisser un lien particulier avec la dynastie au pouvoir. Souffrant d’un déficit en matière de légitimité religieuse, celle-ci a cherché à utiliser le charisme de l’ouléma au service d’un dessein politique. Se faisant, quels ont été les mécanismes de cette relation originale entre les deux partenaires ? En mobilisant plusieurs concepts de la sociologie politique comme la théorie des champs ou celui des transactions collusives, notre thèse expliquera comment cette interaction a pu produire un dispositif complexe où le Qatar a tiré profit du réservoir de légitimité dont Yûsuf al-Qaradhâwî était le récipiendaire tout en assurant à ce dernier un large périmètre de liberté lui permettant de mobiliser, au profit de l’émirat, ce que nous avons qualifié de « soft power islamique de complémentarité » / Independent since 1971, Qatar has been part of the micro-States. The country then experienced a form of a revolution with the accession to the power of Hamad bin Khalifa al-Thani in June 1995. As a matter of fact, the new Emir undertook a determined policy, internationally recognized, ignoring Saudi Arabia’s role in the region. His diplomatic action was strengthened in a context in which the increase in the oil rent enabled the royal family to satisfy the social demands of the nationals. Like many states in the Muslim world, the Qatari regime had to acquire a legitimacy based on the religious foundation. A legitimacy that found its way into the relations forged with the Islamic scholar Yusuf al-Qaradhawi. Major figure in the contemporary Islamist scene, the ulema has carried out an intense activity of preaching by impelling strong faith-based media coverage with a political aim. His long presence in the emirate allowed him to weave a particular link with the dynasty in power. Suffering from a religious legitimacy deficit, this latter sought to use the charism of the ulema to serve a political purpose whose aim was to diminish the Saudi cultural impact while embodying a competing social model. What were the mechanisms of this original relationship between the two partners? By utilizing several concepts of political sociology such as field theory or collusive transactions, our thesis will explain how this interaction produced a complex mechanism where Qatar exploited Yusuf al-Qaradhawi’s legitimate religious authority figure by enabling him to mobilize, for the benefit of the emirate, what we have called « Islamic soft power for complementary »

L’objectif général de la thèse est de modéliser les principaux processus biologiques et économiques régissant des pêcheries multi-espèces et multi-flottilles afin de proposer des stratégies viables pour la gestion durable de ces pêcheries mixtes, dans un contexte stochastique et multiobjectif. Plus spécifiquement, cette thèse utilise des analyses de co-viabilité stochastique pour étudier les arbitrages entre des objectifs contradictoires de gestion (conservation, et viabilité économique et sociale) des pêcheries mixtes. Deux pêcheries mixtes sont analysées dans cette thèse : la pêcherie française mixte démersale du golfe de Gascogne et la pêcherie crevettière australienne du Nord (NPF). Ces deux pêcheries sont multi-espèces, et utilisent des stratégies multiples de pêche, induisant des impacts directs et indirects sur les écosystèmes. Cette thèse propose une application de la co-viabilité stochastique à ces deux cas, en prenant en compte leur histoire, leur contexte socio-politique et les différences dans les stratégies et objectifs de gestion. Les résultats suggèrent que le status quo peut être considéré comme une stratégie biologiquement durable mais socio économiquement à risque dans les deux pêcheries (ainsi qu’à risque écologique dans le cas de la pêcherie australienne). Les simulations réalisées pour le golfe de Gascogne permettent de comparer les arbitrages associés à différentes réductions de capacités par flottille et de montrer qu’il existe des solutions de gestion permettant la co-viabilité du système (viabilité biologique des différentes espèces considérées et viabilité socio-économique des flottilles) contrairement à des stratégies de gestion mono-spécifiques ou basées sur la maximisation de la rente. Dans la pêcherie crevettière australienne, l’analyse montre que les stratégies de diversification permettent de limiter le risque économique contrairement aux stratégies plus spécialisées. / Empirical evidence and the theoretical literature both point to stock sustainability and the protection of marine biodiversity as important fisheries management issues. Decision-support tools are increasingly required to operationalize the ecosystem-based approach to fisheries management. These tools need to integrate (i) ecological and socio-economic drivers of changes in fisheries and ecosystems; (ii) complex dynamics; (iii) deal with various sources of uncertainty; and (iv) incorporate multiple, rather than single objectives. The stochastic co-viability approach addresses the trade-offs associated with balancing ecological, economic and social objectives throughout time, and takes into account the complexity and uncertainty of the dynamic interactions which characterize exploited ecosystems and biodiversity. This thesis proposes an application of this co-viability approach to the sustainable management of mixed fisheries, using two contrasting case studies: the French Bay of Biscay (BoB) demersal mixed fishery and the Australian Northern Prawn Fishery (NPF). Both fisheries entail direct and indirect impacts on mixed species communities while also generating large economic returns. Their sustainability is therefore a major societal concern. A dynamic bio-economic modelling approach is used to capture the key biological and economic processes governing these fisheries, combining age- (BoB) or size- (NPF) structured models of multiple species with recruitment uncertainty, and multiple fleets (BoB) or fishing strategies (NPF). Economic uncertainties relating to input and output prices are also considered. The bioeconomic models are used to investigate how the fisheries can operate within a set of constraints relating to the preservation of Spawning Stock Biomasses (BoB) or Spawning Stock Size Indices (NPF) of a set of key target species, maintenance of the economic profitability of various fleets (BoB) or the fishery as a whole (NPF), and limitation of fishing impacts on the broader biodiversity (NPF), under a range of alternative scenarios and management strategies. Results suggest that under a status quo strategy both fisheries can be considered as biologically sustainable, while socio-economically (and ecologically in the NPF case) at risk. Despite very different management contexts and objectives, viable management strategies suggest a reduction in the number of vessels in both cases. The BoB simulations allow comparison of the trade-offs associated with different allocations of this decrease across fleets. Notably, co-viability management strategies entail a more equitable allocation of effort reductions compared to strategies aiming at maximizing economic yield. In the NPF, species catch diversification strategies are shown to perform well in controlling the levels of economic risk, by contrast with more specialized fishing strategies. Furthermore analyses emphasize the importance to the fishing industry of balancing global economic performance with inter-annual economic variability. Promising future developments based on this research involve the incorporation of a broader set of objectives including social dimensions, as well as the integration of ecological interactions, to better address the needs of ecosystem-based approaches to the sustainable harvesting of marine biodiversity.

Le Golfe du Lion a fait l'objet de nombreuses explorations depuis les débuts de l'Océanographie. Pourtant, plusieurs questions clefs n'ont pas été résolues et sont toujours l'objet de controverses. Quels sont les mécanismes de dépôts ? Quelle est la durée des séquences enregistrées ? Quelle est la relation entre les séquences sédimentaires, les cycles glacioeustatiques quaternaires et la tectonique ? <br />La zone d'étude d'environ 40 x 40 km est située à la charnière de la plate-forme externe et du haut de pente, dans la partie occidentale du Golfe, au large du Languedoc, où la plate-forme atteint 70 km de large. La base de données est constituée 1) d'un levé sismique Très Haute Résolution (Sparker) dense (espacement de 400 à 1000 m) et 2) d'une dizaine de carottages atteignant 10 m de longueur. L'approche retenue comprend un volet analytique des données géologiques (interprétation des profils sismiques et des carottes par Stratigraphie Sismique et Séquentielle) et un volet de modélisation géométrique et stratigraphique permettant de caractériser, de quantifier et de simuler les séquences sédimentaires reconnues. Cette double approche analytique et modélisatrice, menée de façon concomitante, permet des allers-retours entre la donnée d'origine, le modèle géologique, la valeur des paramètres et les simulations stratigraphiques qui testent plusieurs scenarii géologiques. <br />L'analyse des géométries 3D permet de dégager un motif élémentaire de dépôt constitué par un couple de prismes PI (à clinoformes faiblement pentus <1° déposés en amont de la plate-forme) et PII (à clinoformes fortement pentus d'environ 4 ° déposés en aval de la plate-forme). Ce motif de dépôt, fondamentalement horizontal, est récurrent et sert à la hiérarchisation des unités sismiques en grandes séquences de dépôt. Il correspond à l'enregistrement d'un cycle glacioeustatique de 100 000 ans (interglaciaire-glaciaire) : le prisme PI correspond aux dépôts prodeltaïques de « haut à moyen niveau marin » ; le prisme PII, aux dépôts littoraux de plus bas niveau du maximum glaciaire du cycle. Cette interprétation rejoint celle proposée par Aloïsi en 1986. Au total, cinq séquences correspondant aux cinq derniers cycles glacio-eustatiques sont donc enregistrées sur la plate-forme occidentale du Golfe du Lion. La base des séries étudiées remonte à 540 000 ans (stade isotopique 12). Les cycles très courts (20 000 ans ou moins) ne sont pas clairement exprimés dans les géométries de dépôt. Les conditions hydrodynamiques exercent un contrôle sur les géométries des séquences de dépôts qui peut brouiller ou effacer l'empreinte des cycles climatiques dans les séquences sédimentaires. Les canyons de l'Aude et de l'Hérault sont globalement inactifs pendant les hauts niveaux marins. Pendant les bas niveaux, leur fonctionnement est variable (transport, érosion et dépôt). <br />Les simulations stratigraphiques et la restitution des couples de prismes observés et exceptionnellement bien préservés dans cette zone du Golfe du Lion donnent une signification géologique et valident la transformation « simple » des courbes isotopiques O18/O16 en courbes eustatiques. Cette étude donne aussi la première quantification du taux de subsidence moyenne (totale) de la plate-forme du Golfe du Lion pendant le Pléistocène supérieur à moyen (540 ka). La subsidence prend la forme d'un basculement vers le large qui atteint 250 m/Ma à 70 km de la côte actuelle (en bordure de plate-forme). On a calculé, à partir des géométries visibles sur les profils sismiques pétroliers, un taux de subsidence identique sur l'ensemble du Plioquaternaire ; le taux de subsidence est donc constant depuis 5,3 Ma, il ne crée pas de séquence mais permet la préservation, l'empilement et la reconnaissance des séquences glacioeustatiques successives.

Le golfe d'Aden est un bassin océanique jeune séparant la plaque Arabe de la plaque Somalienne à une vitesse d'environ 2 cm/an depuis au-moins 17,6 Ma, moment du début de l'accrétion océanique ; le rifting ayant débuté il y a environ 35 Ma. Les marges continentales du golfe d'Aden sont volcaniques à l'Ouest, près du point chaud Afar, et non-volcaniques dans la partie orientale du golfe. Encore proches, du fait de leur jeunesse, les marges conjuguées sont facilement corrélables et de plus, elles sont relativement peu sédimentées. Ainsi, l'étude des structures profondes de la marge Nord-orientale du golfe d'Aden et la modélisation thermomécanique appliquée au golfe d'Aden oriental sont simplifiées. Le golfe d'Aden est divisé en trois parties (occidentale, centrale et orientale) par une segmentation de premier ordre (par les transformantes de Shukra-El-Sheik et d'Alula-Fartak). Dans la partie orientale du golfe d'Aden (entre les zones de fractures d'Alula-Fartak à l'Ouest et de Socotra-Hadbeen à l'Est), la marge nord est segmentée au deuxième ordre en trois segment appelés Ashawq-Salalah, Taqah et Mirbat, séparés par des zones d'accommodation. L'acquisition de données de bathymétrie, gravimétrie, magnétisme, sismique réflexion et sismique réfraction sur la marge nord-orientale du golfe d'Aden a été effectuée lors de la campagne Encens (Leroy et al., Février-Mars 2006). L'exploitation et l'interprétation des données de sismique réfraction et de gravimétrie sur le segment d'Ashawq-Salalah ont permis d'imager la structure profonde de la marge. L'amincissement de la croûte continentale se produit sur une distance de 50 à 100 km, les facteurs d'amincissement variant de 3,2 à 5,3. Ces facteurs d'amincissement sont alors suffisant pour que la croûte devienne totalement cassante. Ainsi, l'eau peut pénétrer en profondeur à la faveur de fractures provoquant la serpentinisation du manteau supérieur à la transition océan-continent (TOC). L'épaisseur de la croûte océanique diminue du centre du segment (10 km) vers sa limite avec le segment de Taqah (5,5 km). Cette observation est reliée à une variation d'apport magmatique le long de la paléo-ride océanique. La TOC est étroite (environ 15 km) et on observe en base de croûte un corps à vitesses et densités anormales (vitesses des ondes P entre 7,6 et 7,8 km/s et densité de 3,1 g/cm 3), d'épaisseur maximale d'environ 5 km. Ce corps est interprété comme du sous-plaquage et/ou de la croûte intrudée par du matériel magmatique relié à la présence d'un volcan dans le domaine transitionnel. Ces structures liées à une anomalie de fusion, sont datées d'âge post-rift. Les structures en vitesses de ce segment ne montrent aucune preuve de serpentinisation du manteau, probablement parce que les indices géophysiques de serpentinisation ont pu être effacés par la présence de magmatisme post-rift. Ainsi cette marge non-volcanique montre des évidences de magmatisme, dont le volume observé est cependant moins important que celui des marges volcaniques, et il est en outre associé à un évènement thermique post-rift. La phase de rifting est donc bien amagmatique. La modélisation thermomécanique est réalisée afin d'étudier l'influence sur la chronologie du rifting et l'évolution des marges conjuguées de plusieurs paramètres tels les taux d'érosion/sédimentation, la pression de la colonne d'eau, la résistance de la croûte, l'héritage tectonique, le contraste de densité entre la lithosphère et l'asthénosphère, l'âge thermique du craton et enfin le critère de rupture dans le manteau lithosphérique. Les résultats majeurs montrent que : (1) le contraste de densité entre le manteau lithosphérique et le manteau asthénosphérique gouverne la flexure de la croûte continentale et la profondeur du plancher océanique ; et (2) le critère de rupture dans le manteau lithosphérique contrôle la localisation de la déformation, et de cette manière, la géométrie des marges conjuguées et la chronologie du rifting. La synthèse de ces travaux et les observations disponibles sur le golfe d'Aden ont permis de contraindre les paramètres initiaux qui ont permis la formation et le développement du golfe d'Aden observé aujourd'hui et ainsi de proposer un modèle pour la formation et l'évolution du golfe d'Aden oriental. Ce modèle montre que la fusion partielle du manteau peut se produire au moment de la rupture continentale. Les produits de la fusion partielle peuvent alors " remonter " en surface et de la croûte océanique est susceptible de se former. De cette manière, la TOC peut être constituée de manteau continental exhumé, et être étroite. L'anomalie de fusion post-rift observée grâce aux données géophysiques n'est pas modélisée ici, car elle implique une vision 3D non encore disponible en modélisation thermo-mécanique visco-élasto-plastique. Même en 2D, les travaux de modélisation thermomécanique réalisés apportent une lumière nouvelle sur les processus conduisant à la formation de la TOC d'une marge non-volcanique.

Le golfe de Gascogne (GdG), un milieu riche en processus physiques a été étudié à partir de simulations numériques. L’étude est construite autour d'échelles allant du GdG à la sous méso-échelle. Dans la première partie, nous avons examiné la variabilité interannuelle de la température et de la salinité de surface sur une période de 53 ans : nous avons pu décrire deux tendances en lien avec I'Atlantique Nord-Est. Le refroidissement et la dessalure jusqu'en 1976 seraient liés à la grande anomalie de salinité, le réchauffement et la salinification actuels liés à I'augmentation de CO2 atmosphérique. Le GdG se caractérise par un courant de pente, lberian Poleward Current (lPC) : sa variabilité serait liée au vent du Sud-Ouest qui renforce l'lPC par un courant géostrophique dans le Bassin lbérique. L’un des résultats intéressant trouvé dans les simulations et confìrmé par les observations est l'apparition des anomalies froides liées à des upwellings en alternance avec des anomalies chaudes "La Navidad". Ces upwellings seraient liés au vent de Nord dans le Bassin lbérique mais au courant d'Ouest le long des côtes Nord espagnoles. Dans une deuxième partie, nous nous sommes attachés à la méso et sous méso-échelle à travers la détection des tourbillons et la variabilité des spectres d'énergie. Un indice basé sur le rapport entre I'anomalie de densité de surface et I'anomalie de niveau de la mer permet de détecter les tourbillons de subsurface et de les distinguer des tourbillons de surface. Une application de cet indice à partir des données satellites confirme le potentiel de détection des Slope Water Oceanic eDDIES (tourbillons de subsurface caractéristiques du GdG). La description de l'énergie cinétique turbulente (EKE) dans le GdG montre une variabilité spatiale avec un maximum le long de la côte Nord espagnole liée à I'lPC. Les pentes des spectres (k-4.2 pour la SSH, en k-2.4 pour la SST et en k-2.4 pour l'énergie cinétique) sont différents des observations satellites, mais comparables avec les précédentes études. Ces pentes de spectres ont également une variabilité saisonnière avec un maximum en hiver et un minimum en été, liée au cycle saisonnier de I'EKE. / The Bay of Biscay (BoB), an environment rich in physical processes has been studied from numerical simulations. Thestudy is built around scales from the size of BoB until sub mesoscale.ln the first part, we examined the interannual variability of the sea surface temperature and saliniÇ over a period of 53years: we were able to describe two trends related to the North-East Atlantic. Cooling and freshening until 1976 thatcould be related to the Great Salinity Anomaly and current salinification related to the atmospheric increase of CO2.The Bay of Biscay is characterized by a slope current, the lberian Poleward Current (lPC): its variability is linked to theSouth West wind strengthens the IPC by a geostrophic current in the lberian Basin. One of the interesting results foundin simulations and confirmed by observations is the appearance of cold anomalies related to upwellings and alternatingwith warm anomalies 'La Navidad'. These upwellings could be linked to the north wind in the lberian Basin but to the West current along the northern Spanish coast.ln the second part, we are committed to the meso and sub mesoscale eddies through a method of detection and throughthe variability of energy spectra. An index based on the ratio of surface density anomaly and sea level anomaly allowsdetecting subsurface vortices and distinguishing them from the surface ones. The application of this index from thesatellite data confirms the detection potential of Slope Water Oceanic Eddies (subsurface vortices of BoB).The description of the Eddy Kinetic Energy (EKE) in the BoB. shows a spatial variability with maximum along the Spanishnorth coast linked to the lPC. The slopes of the spectra (k-4.2 for SSH, k-2.4 for SST and k-2.4 for the kinetic energy) are different from satellite observations, but comparable with previous studies. These spectral slopes have a seasonalvariability with a maximum in winter and minimum in summe¡ related to the seasonal cycle of EKE.

Human activities have contributed to the increase in atmospheric greenhouse gases such as carbon dioxide (CO2). This anthropogenic gas emission has led to a rise in the average Earth temperature. Moreover, the ocean constitutes the major sink for anthropogenic CO2 and its dissolution in surface waters has already resulted in an increase of seawater acidity since the beginning of the industrial revolution. This is commonly called ocean acidification. The increase in water temperature could induce modifications of the physical and chemical characteristics of the ocean. Also, the structure and the functioning of marine ecosystems may be altered as a result of ocean acidification. <p>Phytoplankton productivity is one of the primary controls in regulating our climate, for instance via impact on atmospheric CO2 levels. Coccolithophores, of which Emiliania huxleyi is the most abundant species, are considered to be the most important pelagic calcifying organisms on Earth. Coccolithophores are characterized by calcium carbonate platelets (coccoliths) covering the exterior of the cells. They form massive blooms in temperate and sub-polar oceans and in particular along continental margin and in shelf seas. The intrinsic coupling of organic matter production and calcification in coccolithophores underlines their biogeochemical importance in the marine carbon cycle. Both processes are susceptible to change with ocean acidification and warming. Coccolithophores are further known to produce transparent exopolymer particles (TEP) that promote particle aggregation and related processes such as marine snow formation and sinking. Thus, the impact of ocean warming and acidification on coccolithophores needs to be studied and this can be carried out through a transdisciplinary approach.<p>The first part of this thesis consisted of laboratory experiments on E. huxleyi under controlled conditions. The aim was to estimate the effect of increasing water temperature and acidity on E. huxleyi and especially on the calcification. Cultures were conducted at different partial pressures of CO2 (pCO2); the values considered were 180, 380 and 750 ppm corresponding to past, present and future (year 2100) atmospheric pCO2. These experiments were conducted at 13°C and 18°C. The cellular calcite concentration decreases with increasing pCO2. In addition, it decreases by 34 % at 380 ppm and by 7 % at 750 ppm with an increase in temperature of 5°C. Changes in calcite production at future pCO2 values are reflected in deteriorated coccolith morphology, while temperature does not affect coccolith morphology. Our findings suggest that the sole future increase of pCO2 may have a larger negative impact on calcification than its interacting effect with temperature or the increase in temperature alone. The evolution of culture experiments allows a better comprehension of the development of a bloom in natural environments. Indeed, in order to predict the future evolution of calcifying organisms, it is required to better understand the present-day biogeochemistry and ecology of pelagic calcifying communities under field conditions.<p>The second part of this dissertation was dedicated to results obtained during field investigations in the northern Bay of Biscay, where frequent and recurrent coccolithophorid blooms were observed. Cruises, assisted by remote sensing, were carried out along the continental margin in 2006 (29 May – 10 June), 2007 (7 May – 24 May) and 2008 (5 May – 23 May). Relevant biogeochemical parameters were measured in the water column (temperature, salinity, dissolved oxygen, Chlorophyll-a and nutrient concentrations) in order to determine the status of the bloom at the time of the different campaigns. Calcification has been shown to be extremely important in the study area. In addition, TEP production was significant at some stations, suggesting that the northern Bay of Biscay could constitute an area of important carbon export. Mortality factors for coccolithophores were studied and the first results of lysis rates measured in this region were presented. <p>Results obtained during culture experiments and comparison with data reported in the literature help to better understand and to predict the future of coccolithophores in a context of climate change. Data obtained during either culture experiments or field investigations allowed a better understanding of the TEP dynamics. Finally, the high lysis rates obtained demonstrate the importance of this process in bloom decline. Nevertheless, it is clear that we only begin to understand the effects of global change on marine biogeochemistry, carbon cycling and potential feedbacks on increasing atmospheric CO2. Thus, further research with a combination of laboratory experiments, field measurements and modelling are encouraged.<p><p> / Doctorat en Sciences / info:eu-repo/semantics/nonPublished