Dans le premier chapitre, les dinokystes sont utilisés pour caractériser les étages du Crétacé supérieur et le Paléocène dans puits ODP 959D, foré sur la marge de Côte d'Ivoire-Ghana. La comparaison de nos résultats avec deux études antérieures montre des conflits de position des limites d'étages chaque fois que les marqueurs biostratigraphiques sont des formes rares.Le deuxième chapitre analyse la distribution des dinokystes albiens le long d'un transept côte-large sur la marge ouest ibérique. La comparaison des données des dinokystes avec celles de sédimentologie et de paléontologie permet d'identifier des groupes d'espèces qui ont des préférences et tolérances environnementales communs. Les principaux facteurs contrôlant la distribution des dinokystes sont le gradient de stabilité et de prédictibilité et la disponibilité des nutriments. L'évolution paléo-océanographique et paléo-géographique de la marge ouest ibérique au cours de l'Albien est clairement enregistrée par les associations de dinokystes.Le troisième chapitre compare les répartitions des dinokystes aptiens de l'Atlantique central et du nord-ouest de la Téthys. Ce chapitre teste la méthodologie et les préférences paléo-environnementales des dinokystes obtenus pour l'Albien. Les résultats de l'étude de l'Aptien correspondent précisément à ceux de l'Albien. Les associations de dinokystes enregistrent l'évolution des plates-formes carbonatées dans les régions étudiées, la confrontation avec les donnés de la matière organique sédimentaire permet l'identification des changements océaniques mondiaux et régionaux ; la disparition des plates-formes carbonatées, l'OAE 1a et le niveau Fallot. / In the first chapter, dinocysts are used to recognize the Upper Cretaceous and Paleocene stage boundaries in the ODP Hole 959D, on the Côte d’Ivoire–Ghana transform margin. The comparison of my own results with two previous studies of the same cores highlights uncertainties of biostratigraphic approach when dinocyst markers have low occurrence frequencies. The second chapter analyzes the dinocyst distribution along an inshore-offshore transect on the western Iberian Margin during the Albian. Contrasting the dinocyst occurrence data with the sedimentological and paleontological data allow identifying dinocyst associations with common environmental preferences and tolerances. The main factors contributing to the dinocyst distribution are the stability and predictability gradient and the nutrient availability. Paleoceanographic and paleogeographic evolution of the western Iberian margin during the Albian are clearly recorded in the spatiotemporal occurrence patterns of dinocyst associations. The third chapter compares Aptian dinocyst distribution from the Central Atlantic and northwestern Tethys. It is used to test the methodology and the paleoenvironmental preferences of dinocyst issued from the second chapter. The recognized paleoenvironmental preferences and tolerances of the Aptian dinocysts precisely match those proposed for the Albian species. The Aptian dinocyst associations reflect the evolution of carbonate platforms of both the Southern Provence Basin and the western Iberian margin, combined with the sedimentary organic matter allows the identification of regional and global oceanic changes; the demise of carbonate platforms, the OAE 1a and the Fallot level.

L'accélération du développement industriel a eu des répercussions importantes sur le climat planétaire, en particulier sur le réchauffement des pôles au cours des dernières décennies. Afin d'anticiper les changements climatiques futurs, il faut comprendre la variabilité naturelle actuelle et passée du climat. Dans le cadre de ma thèse doctorale, je me suis intéressé à l'histoire climatique du Nunatsiavut, une région subarctique peu documentée du Labrador (Canada). L'analyse palynologique des enregistrements géologiques conservés dans les sédiments océaniques permet d'établir un lien entre les paramètres environnementaux modernes et passés caractérisant les conditions de surface océanique (température, salinité, durée du couvert de glace, productivité primaire). Tout d'abord, j'ai décrit les assemblages modernes de kystes de dinoflagellés (= dinokystes) de quatre fjords du Nunatsiavut (Nachvak, Saglek, Okak et Anaktalak) localisés le long d'un gradient latitudinal. L'apparition et la dominance de kystes de dinoflagellés autotrophes caractérisent les fjords du Sud (Okak et Anaktalak). La présence dans le fjord d'Anaktalak de kystes calcaires de Scrippsiella cf. S. crystallina, indicateur de pollution anthropique, illustre vraisemblablement l'impact négatif de la mine de nickel récemment implantée dans la région. Ensuite, j'ai analysé de séquences sédimentaires courtes (25-30 cm) prélevées à Nachvak, Saglek et Anaktalak. Les assemblages fossiles de dinokystes et du pollen décrivent l'histoire climatique et océanique de la région au cours des derniers 150-300 ans. Bien que la tendance climatique en Arctique soit au réchauffement, les reconstitutions paléocéanographiques suggèrent une résilience climatique au Labrador, accompagnée d'un léger refroidissement des eaux de surface dans les fjords de Saglek et d'Anaktalak. Les assemblages fossiles du pollen illustrent ce refroidissement sur terre par un déplacement de la limite des arbres vers le sud. Finalement, l'analyse d'une séquence sédimentaire longue (812 cm) prélevée dans le fjord de Nachvak, en utilisant une approche multi-proxy combinant une solide chronologie AMS-14C et les assemblages de fossiles de grains de pollen et de dinokystes, a permis de reconstituer l'histoire climatique des 7 000 dernières années. Les reconstitutions paléocéanographiques dans le fjord de Nachvak révèlent un climat du début de l'Holocène influencé par l'Atlantique Nord, alors qu'une grande stabilité climatique est observée pour les 1 000 dernières années, probablement due à un effet de « barrière » du courant du Labrador qui charrie des eaux froides de l'Arctique.

Il s’agit de l’étude des successions écologiques du phytoplancton dans la lagune de Ghar El Melh au niveau de 5 stations pendant (i) un suivi bimensuel allant du janvier 2011 à janvier 2012 et (ii) un suivi saisonnier à partir du novembre 2012 à mars 2013. L’étude écologique a été consacrée au microphytoplancton en relation avec les facteurs abiotiques (température, salinité et nutriments) et biotiques (microalgues épiphytes, kystes des dinoflagellés, ultraplancton et ciliés). L’analyse hydrologique du milieu a montré une variation principalement saisonnière de la plupart des paramètres avec des valeurs élevées de la température et de la salinité en été et des concentrations exceptionnelles des nutriments en automne et en hiver. Le phytoplancton de la lagune de Ghar El Melh a été principalement dominé par les dinoflagellés et les diatomées avec une manifestation alarmante des espèces nuisibles atteignant plus que 70 % du peuplement. Ces proliférations ont été remarquées durant toute l’année avec une manifestation plus marquante dans les régions internes de la lagune ce qui est principalement tributaire à la température de l’eau, l’azote total, le nitrogène et l’orthophosphate. Une importante contribution des espèces épiphytes au phytoplancton a été signalée notamment celle du dinoflagellé toxique Prorocentrum lima. L’inventaire spécifique du phytoplancton dominé par l’espèce Prorocentrum micans (> 28 %) et d’autres espèces ne produisant pas de kyste a été en concordance avec les faibles valeurs enregistrées pour les kystes de dinoflagellés dans le sédiment où le maximum enregistré a été de l’ordre de 229 kystes g-1. Une part importante de l’ultraplancton a été représentée par le nanophytoplancton et les hétérotrophes procaryotes, dépassant largement les concentrations microphytoplanctoniques, ce qui est un indice de l’eutrophisation du milieu. Des corrélations hautement significatives ont été trouvées entre le microphytoplancton et les organismes microzooplanctoniques évoquant un probable rôle de ces derniers dans le contrôle des proliférations microalguales nuisibles. / We explored the distribution of the microphytoplankton community in relation to both abiotic (temperature, salinity and nutrients) and biotic factors (epiphytes microalgae, dinoflagellate cysts, ultraplankton and ciliates) in Ghar al Melh Lagoon at 5 stations during (i) a biweekly sampling from January 2011 to January 2012 and (ii) a seasonal sampling from november 2012 to march 2013. The results pointed out a seasonal variation of all parameters with high water temperature and salinity in summer and exceptional concentrations of nutrients in autumn and winter. Microphytoplankton was mainly dominated by dinoflagellates and diatoms with sequences of harmful species proliferation attaining more than 70 % of total phytoplankton. These sporadic proliferations occurred throughout the year with exacerbation in the inner parts of the lagoon mainly related to temperature and total nitrogen, nitrogen and orthophosphate. An important contribution of epiphytic species to phytoplankton abundance was recorded with especially the presence of the toxic dinoflagellate Prorocentrum lima. Microphytoplankton was dominated by Prorocentrum micans (> 28 %) and other non-cyst former species consistent with the low dinoflagellate cysts found at sediment surface (maximum = 229 cysts g-1 DS). Urtraplankton was chiefly represented by nanophytoplankton and heterotrophic prokaryotes, with low microphytoplanktonic abundance. This indicates that the lagoon is undergoing eutrophication. Significant correlations were reported between phytoplankton and microzooplankton suggesting a potential role of the former in controlling harmful microalgae proliferations.

La Mer intracontinentale endoréique de l'Aral, éloignée de toute influence océanique, constitue en Asie Centrale une excellente archive sédimentaire pour des études paléoclimatiques à haute résolution. Nous avons effectué une analyse palynologique, sédimentologique et géochimique sur des carottages sédimentaires effectués dans la Baie de Chernyshov, située au nord-ouest de l'actuelle Grande Mer d'Aral. La séquence sédimentaire la plus complète mesure 11 m et représente les 2000 dernières années de l'Holocène terminal.<br /><br />L'étude palynologique, conduite conjointement sur des assemblages de kystes de dinoflagellés et de grains de pollen, a mis en évidence de profonds changements environnementaux en Mer d'Aral, ainsi que dans le bassin Aralien. Les variations d'assemblages de kystes de dinoflagellés (diversité, distribution des espèces) ont permis d'établir la séquence des variations de salinité et du niveau du lac au cours des 2000 dernières années (Chapitre III). En raison de l'étroite dépendence de l'hydrologie de la Mer d'Aral aux apports fluviaux de l'Amu Darya et de la Syr Darya, les variations de niveau du lac sont étroitement liées à l'apport d'eaux résultant de la fonte des neiges en altitude au printemps. Or, l'amplitude de ces apports étant principalement contrôlée par les variations de température printanières dans les massifs du Tien Shan et du Pamir au cours de la fonte, les variations de salinité et de niveau de la Mer d'Aral traduisent essentiellement des fluctuations de température dans le bassin versant au cours des 2000 dernières années. Ainsi, les assemblages de kystes de dinoflagellés caractérisent des épisodes de bas niveau de la Mer d'Aral accompagnés d'une forte augmentation de la salinité au cours des périodes 0–425, 900–1230, 1500, 1600–1650 et 1800 après J.C., ainsi qu'après les années 1960. Inversement, un retour vers des conditions de faible salinité associées à une hausse du niveau du lac est documenté pour les périodes intermédiaires. Par ailleurs, la présence de kystes de dinoflagellés remaniés des dépôts Paléogène et Néogène alentours caractérise des évènements de désagrégation intense des berges lors d'une hausse significative des précipitations sur le bassin Aralien, notamment au cours de la période 1230–1450 après J.C. Nous proposons que les changements environnementaux enregistrés sont principalement liés à des changements climatiques mais qu'ils ont également pu être amplifiés par l'homme lors de conditions extrêmes, via une irrigation non-maîtrisée et/ou des conflits militaires (Chapitre VI). En outre, les variations de salinité montrent de fortes similitudes avec celles de l'activité solaire au cours du dernier millénaire, notamment pour les périodes 1000–1300, 1450–1550 et 1600–1700 après J.C. où les périodes de bas niveau du lac correspondent à une activité solaire accrue, suggérant qu'une augmentation du bilan radiatif ait renforcé les régressions de la Mer d'Aral dans le passé. <br /><br />Parallèlement, le contenu du sédiment en grains de pollen a été analysé afin de mettre en évidence des changements environnementaux, et notamment des variations d'humidité dans le bassin Aralien au cours des 2000 dernières années (Chapitre IV). Une reconstruction quantitative à haute résolution du taux de précipitation (moyenne annuelle) et des températures (moyenne annuelle, mois le plus froid versus le plus chaud) a été réalisée à l'aide de la méthode dite de “probabilité des sphères climatiques mutuelles”, permettant d'obtenir la séquence chronologique des changements climatiques en Asie Centrale. Un climat froid et aride domine au cours des périodes 0–400, 900–1150 et 1500–1650 après J.C., caractérisé par l'extension d'une végétation de type désertique avec des éléments de steppe. En revanche, un climat plus chaud et moins sec apparaît au cours des périodes 400–900 et 1150–1450 après J.C., caractérisé par une végétation steppique enrichie en plantes exigeant des conditions d'humidité plus élevées. Les variations de précipitation enregistrées dans le bassin Aralien au cours des 2000 dernières années sont principalement contrôlées par le système cyclonique de la Méditerranée Orientale qui fournit l'humidité nécessaire au Moyen Orient et en Asie Centrale à la transition hiver–printemps. Ce système cyclonique étant étroitement lié aux modulations de pression régulées par l'Oscillation de l'Atlantique Nord (NAO), une relation entre humidité en Asie Centrale et le NAO en phase négative est proposée.<br /><br />Enfin, les sédiments laminés des carottages étudiés ont enregistré des changements marqués de la sédimentation au cours de l'Holocène terminal qui révèlent des bouleversements importants de la dynamique d'apports du matériel sédimentaire (Chapitre V). En Asie Centrale, la fréquence des tempêtes de poussières s'intensifie au printemps lorsque le continent se réchauffe, et est ainsi principalement contrôlée par l'intensité et la position de l'anticyclone Sibérien sur le continent. Une analyse semi-quantitative du contenu du sédiment en Titanium, révélateur fiable d'apports détritiques d'origine éolienne, a permis d'établir la séquence chronologique des variations de la dynamique éolienne en Asie Centrale au cours des 1500 dernières années, représentant aussi la plus longue reconstruction dans le temps de l'intensité de l'anticyclone Sibérien établie jusqu'ici. Ainsi, une intensification de la dynamique éolienne est documentée pour les périodes 450–700, 1210–1265, 1350–1750 et 1800–1975 après J.C. En revanche, de faibles concentrations en Titanium (1750–1800 ; 1980–1985 après J.C.) caractérisent une réduction significative de l'intensité de l'anticyclone Sibérien et une circulation atmosphérique plus stable. Au cours des périodes 1180–1210 et 1265–1310 après J.C., une profonde modification de la circulation atmosphérique s'installe en Asie Centrale. En Mer d'Aral, elle se caractérise par une réduction considérable des apports détritiques éoliens.<br /><br />En définitive, si l'ensemble des intéractions entre différents systèmes climatiques ont contrôlé les changements environnementaux en Asie Centrale et modulé les variations climatiques au cours de l'Holocène terminal, il est probable que les variations de l'activité solaire aient eu un impact notable sur l'évolution du bilan hydrique de la Mer d'Aral au cours des 1000 dernières années (Chapitre VI).