The repercussions of climate change are felt worldwide, but Arctic and subarctic regions, where climate warming is expected to be amplified, are especially vulnerable. An episode of mass fish mortality in the Sutton River in the Hudson Bay Lowlands (HBL) of Northern Ontario has elicited the interest of the scientific community. Several lakes were sampled over three years in an effort to better understand and document the changes that may be occurring in these lakes. This study uses sediment cores to assess the history of mercury (Hg) deposition and to assess changes occurring in autochthonous productivity in these lakes. Sediments deposited after the onset of the industrial revolution contained significantly higher concentrations of Hg, with the highest concentrations found in the most recently deposited sediments. Hg concentrations in these pristine lakes rival those of lakes in heavily urbanized areas, indicating that they are in fact subjected to atmospheric deposition of Hg. There was a large variation in [Hg] of the surface sediments of 13 lakes; underscoring the importance of in situ processes in the fate of atmospherically deposited Hg. Methylmercury (MeHg) concentrations were not correlated with total mercury concentrations (THg), demonstrating how THg is a poor predictor of MeHg; the bioaccumulative neurotoxic form of mercury. The S2 fraction of Rock-Eval® Pyrolysis, C:N ratios and ∂13C signatures were used as proxies of autochthonous carbon and all indicated that the lakes have become increasingly productive, presumably due to warmer water temperatures and longer ice-free seasons. Additionally, I use molecular techniques to detect and quantify the merA gene in the sediment; a proxy of bacterial mercury resistance involved in redox transformations. In Aquatuk, Hawley and North Raft Lakes, I observed a subsurface increase in merA genes in the sediment core, independently of a control gene and the [THg]. While I have not been able to explain the driving variables of this subsurface increase, I believe that the role of merA within remote lake sediments deserves further work. Lastly, microcosms were used to measure the production of volatile elemental mercury (Hg(0)) from surface sediments of Aquatuk Lake. I used a combination of analytical and molecular techniques to show that the production of Hg(0) is biogenic and tested the effect of nutrients, pH and ionic strength on the Hg(0) production rates. Ionic strength alone had the greatest impact on Hg(0) production rates, with increased Hg(0) production as ionic strength increases.

Les variations de l'intensité de la circulation thermohaline globale en Atlantique (l'Atlantic Meridional Overturning Circulation), qui constitue la composante nord-atlantique de la circulation thermohaline globale, sont fortement liées aux variations climatiques. Ces variations peuvent être retracées par les propriétés géochimiques des sédiments déposés par le sous-courant côtier de l'ouest (WBUC-Western Boundary UnderCurrent) qui entraîne les masses d'eau profonde de l'Atlantique Nord dans une gyre au fond des bassins d'Irminger et du Labrador. Les isotopes radiogéniques (Nd et Pb notamment) de la fraction argileuse des sédiments détritiques présentent un intérêt particulier car ils ont la propriété de préserver la signature isotopique d'origine des différentes sources rocheuses qui contribuent à la charge sédimentaire du bassin. Ici, nous examinons les variations de la composition isotopique du Nd et du Pb commun sur la fraction argileuse (< 2µm) des sédiments couvrant les stades isotopiques marins 27 à 31 (~ intervalle de Jaramillo) dans la carotte IODP-1305, pour les comparer avec celles reportées par (Fagel et al., 1999 ; 2002 et 2006) à partir d'un forage voisin couvrant les derniers 400 ka (stades isotopiques 1 à 11; site ODP-646) et d'une carotte de la station 90-013-013 (PC-13) couvrant les derniers 170 ka. Les carottes des forages IODP-1305, ODP-646 et la carotte par piston PC-13 ont été prélevées au large du Cap Farewell (sud Groenland), sous l'axe d'intensité maximale du WBUC et à une profondeur d'environ 3400 m. Fagel et al., (1999,2002 et 2006) ont montré que les alternances glaciaires-interglaciaires des stades isotopiques 1 à 11 se marquaient par des fluctuations relatives-des sources des sédiments: i) le bouclier groenlandais nord Américain, ii) du matériel récent provenant du volcanisme islandais et de la ride de Reykjanes, iii) une composante paléozoïque. Les résultats des analyses isotopiques des stades isotopiques 27 à 31, obtenus dans le cadre de ce travail, s'inscrivent hors du champ défini par les sédiments précédents. Ils indiquent une composition isotopique plus radiogénique que celle des carottes du forage ODP-646 et de la station (90-013-01). Les valeurs des rapports ¹⁴³Nd/¹⁴⁴Nd varient entre 0,511703 et 0,512356, εNd varie entre -18,2 et -5,5, les rappolts ¹⁴⁷Sm/¹⁴⁴Nd s'étendent de 0,1061 à 0,1228, les rapports ²⁰⁶Pb/²⁰⁴Pb varient entre 18,992 et 18,0195 et les rapports ²⁰⁷Pb/²⁰⁴Pb varient entre 15,445 et 15,594. Ces compositions laissent croire à l'implication d'une source sédimentaire distincte de celles identifiées par Fagel et al., (1999, 2002, 2006) et qui pourrait être associée aux roches volcaniques tertiaires du Groenland. La différence des signatures isotopiques et l'évolution des sources sédimentaires entre les carottes IODP-1305, ODP-646 et la 90-013-013 indiquent que la circulation thermohaline a probablement évolué d'une manière significative entre les stades 27-31 et 1-11, et que l'étendue des glaces, sur le Groenland, était probablement moindre au cours du premier intervalle que du second, rendant ainsi compte de l'altération chimique des roches tertiaires est-groenlandaises indiquée par les compositions isotopiques du Nd et du Pb. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Atlantique Nord-Ouest, Circulation thermohaline, Géochimie, lODP, Isotope, Néodyme, Océanographie, Paléoclimat, Pléistocène, Plomb, Traceurs géochimiques.

En 2004, un projet de caractérisation des dépôts meubles (cartographie, sédimentologie et lithostratigraphie) a été amorcé dans la région de Mont-Laurier. L'objectif principal de cette étude réalisée dans le cadre d'une maîtrise visait à définir l'histoire glaciaire et post-glaciaire de cette région. L'orientation des marques d'érosion glaciaire durant la dernière glaciation démontre un écoulement principalement vers le SSE. Cette phase d'écoulement a été confirmée par les formes fuselées et par la thématique de dispersion glaciaire réalisée à partir des affleurements de marbre localisés à l'est de la ville de Mont-Laurier. Les dépôts quaternaires de la région de Mont-Laurier-Grand-Remous reposent en discordance angulaire sur le socle du Bouclier canadien. Le till sableux typique des Laurentides est surmonté, en plusieurs endroits, de sables et graviers fluvioglaciaires. L'une des problématiques principales de ce projet de recherche consistait à analyser les vestiges possiblement associés à l'invasion de la Mer de Champlain ou à la présence de lacs proglaciaires dans les vallées de la rivière Gatineau et du Lièvre. La photo-interprétation du territoire, les levés des coupes, les analyses sédimentologiques et l'inventaire des indicateurs biologiques effectué par Dadswell (1974) indiquent que la vallée de la rivière Gatineau et la vallée de la rivière du Lièvre ont été occupées par deux plans d'eau différents. Dans la vallée de la rivière du Lièvre, on a observé des séquences de rythmites qui présentent des caractéristiques sédimentologiques de varves; elles témoignent de la présence d'un paléolac. En tenant compte de l'hypothèse où chacun des couplets de rythmites représente une année de sédimentation, on estime que cet environnement glaciolacustre a pu exister durant environ 350 ans. Ces varves ont une épaisseur moyenne de 1,5 cm. La diminution de l'épaisseur des varves vers le haut des séquences est interprétée comme un indice du recul de la marge glaciaire. Ces varves sont constituées d'une importante quantité d'argile (35%) et ce principalement dans les lits d'hiver. Elles s'apparentent ainsi à certaines varves des lacs Barlow et Ojibway, décrites par Veillette (1996), dans la région de l' Abitibi-Témiscamingue. Les littoraux associés à ce plan d'eau indiquent que l'altitude maximale atteinte a été d'environ 255 m. La vallée de la rivière Gatineau présente un modèle géomorphologique et sédimentologique différent. Les levés de coupes stratigraphiques n'ont pas permis d'identifier des séquences de varves. L'altitude maximale des dépôts littoraux est également inférieure à celle observée dans la vallée de la rivière du Lièvre, soit 235 m. Dans le cadre de la reconstitution de l'étendue des mers et des lacs post-glaciaires, Dadswell (1974) a utilisé la répartition spatiale de bioindicateurs afin de caractériser ces paléenvironnements. Le Mysis Relicta représente le bioindicateur le plus répandu et le plus fréquemment utilisé. Ses résultats démontrent la présence du Mysis Relicta dans la majorité des lacs du secteur de la rivière Gatineau; ce qui semble indiquer que ce bassin était relié avec celui de la Mer de Champlain. À l'opposé, dans la vallée de la rivière du Lièvre, aucun lac échantillonné ne contenait ce crustacé. Compte tenu des nombreux autres indices tel que l'altitude plus élevé de ce plan d'eau, la présence de sédiments rythmés qui s'apparentent à des varves et d'un mécanisme de retenu des eaux (seuil topographique) situé à l'aval glaciaire, il semble probable qu'un lac proglaciaire ait inondé la vallée de la rivière du Lièvre alors que les eaux marines envahissaient celle de la rivière Gatineau. Il serait donc question de deux bassins indépendants: l'un paramarin à l'ouest et glaciolacustre à l'est. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Cartographie, Paléogéographie, Stratigraphie quaternaire, Sédimentologie, Mer de Champlain, Lac proglaciaire.

Texte remanié de: Dissertation--Philosophischen--Freiburg, 2001. Titre de soutenance : Die Villa Kérylos in Beaulieu-sur-Mer/Alpes-Maritimes (1902 - 1908) - Studien zum Wohnhaus als Antikenrezeption. / Bibliogr. p. 131-141.

Reproduction de : Habilitation à diriger des recherches : Sciences naturelles. Biologie : Lille 1 : 2005. / Synthèse des travaux. N° d'ordre (Lille 1) : 388. Curriculum vitae. Titre provenant de la page de titre du document numérisé. Bibliogr. p. 80-86. Liste des publications et communications.

This dissertation advances our understanding of how turbidity currents interact with three-dimensional (3-D) minibasin topography and the resulting deposits that form. Conceptual Gulf of Mexico-centric models of minibasin fill development have become the foundation for exploring and identifying strategic deep-water hydrocarbon reserves on continental slopes around the world. Despite the abundance of subsurface data, significant questions remain about the 3-D physical processes through which minibasins fill and the relationship between these processes and the topography of the basin. To overcome this problem, I utilize techniques in physical laboratory modeling to query established models of the role that turbidity currents play in minibasin fill development, and observe the relationships between fill from the Lobster minibasin located in a proximal continental slope position in the Gulf of Mexico and from the Safi Haute Mer (SHM) minibasin located in the distal continental slope of offshore western Morocco. First, existing published literature are reviewed and assessed for the known state of minibasin development and fill processes, and the strengths and weaknesses of our current knowledge base. Second, results are presented from two series of experiments that document the interaction between steady, depletive turbidity currents and 3-D minibasin topography. Experimental results suggest that turbidity currents produce deposits that are more likely to drape pre-flow topography than pond within it. Turbidity current velocity data show a strong 3-D physical component in minibasin fill sedimentation that also influences extra-basinal sedimentation patterns. Details of these results provide insight into processes that have not been previously considered in published conceptual models of minibasin fill. Third, a comparison of the two subsurface datasets show that the types and abundance of architectural elements vary depending on the location of the minibasin on the continental slope (i.e. proximal vs. distal), and suggests key differences in the processes responsible for their infilling. Finally, a comparison of experimental results to preserved deposit architectures in the Lobster and SHM datasets suggest a more complex relationship of process-driven sedimentation than that derived primarily from suspension fallout. This improved understanding of minibasin fill is applicable to industry for increasing confidence in subsurface interpretations and reducing risk while exploring for quality reservoirs in deepwater regions. / text

La convection profonde en Mer du Groenland, source importante des eaux profondes de l'Atlantique Nord, fait actuellement l'objet de recherches approfondies. Nous présentons ici les principaux résultats obtenus au cours des hivers de 1993 et 1994 à partir de mesures de flotteurs isobares dérivant entre 250 et 850 m de profondeur et d'un vaste ensemble de données hydrologiques, météorologiques et glaciologiques. L'hiver 1994, peu rigoureux, ne donne lieu qu'à une convection semi-profonde dans un bassin libre de glace, où un tourbillon anticyclonique d'environ 40 km de diamètre apparaît comme un site privilégié du mélange convectif à l'ouest du gyre du Groenland. Il semble provenir d'une interaction entre de l'Eau Atlantique Modifiée advectée en surface et une poche froide d'Eau Arctique Intermédiaire située en dessous et issue d'événements convectifs antérieurs pouvant remonter à l'hiver précédent. L'analyse de la physionomie et de la stabilité spatiale et temporelle de ce tourbillon n'a pas permis de relier son origine et son évolution à des scénarios de type cascade directe et cascade inverse habituellement invoqués dans les phénomènes de convection plus profonde. En 1994, l'évolution de la couche mélangée a été plutôt dominée par une dynamique turbulente tridimensionnelle très dépendante du forçage en surface et de la stratification du bassin, elle-même fortement influencée par la présence de structures de méso-échelle. Corrélée aux flux air-mer les plus intenses de l'hiver 1994, la phase de mélange active est identifiée par un changement de régime dans les amplitudes et la signature en fréquence des vitesses verticales de l'eau w mesurées par les flotteurs. A l'aide d'un modèle non hydrostatique à haute résolution simulant le comportement de flotteurs isobares, nous avons montré que, pendant la phase de mélange, l'apparition d'une composante basse fréquence observée sur les vitesses w est vraisemblablement associée à l'organisation de cellules turbulentes (panaches) engendrées par les fortes et soudaines pertes de flottabilité en surface.

Bien que les contextes d'écriture d'Isabelle Eberhardt et de Bernard Moitessier comptent plusieurs différences, un certain nombre de correspondances peuvent être relevées, du fait que leurs récits élaborent une poétique du dehors ancrée dans l'immensité géographique. Leur rapport aux espaces désertique et océanique soulève une même question : comment habiter l'immensité? Isabelle Eberhardt a voyagé à travers le désert du Sahara entre 1897 et 1904. Elle a poursuivi son « rêve du vieil Orient resplendissant », consignant dans ses cahiers des impressions, des nouvelles, etc., jusqu'à sa mort dans l'inondation d'Aïn Sefra. Grâce au travail éditorial de Marie-Odile Delacour et de Jean-René Huleu, ses Écrits sur le sable, appartenant aux littératures suisse, française et maghrébine, paraissent en 1988. Bernard Moitessier est un navigateur français du XXe siècle né en Indochine, dont les récits de voyage Vagabond des mers du sud, Cap Horn à la voile et La longue route racontent des traversées océaniques effectuées entre 1952 et 1969. C'est plus particulièrement son dernier récit, qui retrace les étapes d'un tour du monde et demi à la voile, en solitaire, en doublant les caps de Bonne-Espérance, Leeuwin et Horn, qui fera l'objet de notre attention. Nos analyses visent à contribuer à la réception littéraire des Écrits sur le sable et des récits de voyage en voilier de Moitessier, qui demeurent à ce jour peu étudiés. Dans le premier chapitre, nous procédons à un survol théorique des éléments de définition que propose la critique du récit de voyage. Nous recourons également aux notions d'altérité, d'exotisme et de transfuge afin de montrer que la manière dont l'espace est vécu par les voyageurs influence leur écriture. Le deuxième chapitre présente l'approche géopoétique du récit de voyage. Après un bref survol de ce qu'est la géopoétique, nous structurons l'analyse des récits d'Eberhardt et de Moitessier selon trois principes, soit la critique radicale, l'appel du dehors et le mouvement. Ce dernier s'inscrit notamment dans les cartes qui accompagnent les œuvres de notre corpus. Le récit déplie la carte, mais la modalité et les conditions du parcours influencent et parfois troublent la perception des paysages. Nous exposons dans le troisième chapitre quelques éléments constitutifs du désert et de l'océan, afin de souligner leurs différences géographiques et leurs ressemblances, notamment sur le plan de l'imaginaire. Ces deux espaces convoquent la dimension du sacré et du mythe tout en suscitant un désir de contemplation face à l'immensité. Ainsi, le nouveau rapport au monde se développe chez Isabelle Eberhardt grâce à l'acte de paysage, déclenché par le rythme des jeux de lumière sur les ergs et les regs sahariens, tandis que chez Bernard Moitessier, la dynamique de l'habiter s'opère grâce à la fusion entre le navigateur et son bateau. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Isabelle Eberhardt, Bernard Moitessier, récit de voyage, géopoétique, immensité, paysage, désert, océan, Écrits sur le sable, La longue route.

En dépit des coûts de société élevés attribuables aux lésions des tissus conjonctifs, plusieurs de leurs causes demeurent incertaines. Notamment, les grands taux de déformations que subissent ces tissus lors d’accidents, de sports ou de chutes pourraient expliquer certaines lésions. L’hypoThèse à l’origine du projet est que de grands taux de déformation pourraient induire un changement de raideur aux tissus conjonctifs, favorisant ainsi une lésion du tissu en extension. Ce projet de maîtrise avait pour objectif de développer les outils nécessaires pour effectuer les premières validations expérimentales de cette hypoThèse. Le modèle animal choisi pour les tests est le ligament capsulaire d’oursin de mer. Une base de connaissances concernant les oursins de mer a donc d'abord été construite pour mieux planifier les essais expérimentaux. Ensuite, comme la raideur du ligament capsulaire risque de changer au cours d’un même essai, un protocole d’identification à paramètres variable a été développé. Ce protocole utilise la base polynomiale de Tchebychev pour paramétrer le système à paramètres variables. L’identification peut ensuite se faire sur un nombre restreint de paramètres à partir desquels il est possible de reconstruire, par exemple, la raideur en fonction du temps. Le protocole d’identification a été validé avec des simulations numériques et avec un montage expérimental d’un système à raideur variable. Le montage consistait en une barre de section triangulaire équilatérale en torsion dont un des points d'appui était déplacé en fonction du temps. Enfin, un manipulateur a été conçu, fabriqué et validé pour imposer de grands taux de déformations au ligament capsulaire. Plusieurs outils ont donc été développés au cours de ce projet pour servir lors des tests sur les oursins de mer. Les prochaines actions à entreprendre sont la validation du montage avec les oursins de mer et la planification des essais expérimentaux.

The repercussions of climate change are felt worldwide, but Arctic and subarctic regions, where climate warming is expected to be amplified, are especially vulnerable. An episode of mass fish mortality in the Sutton River in the Hudson Bay Lowlands (HBL) of Northern Ontario has elicited the interest of the scientific community. Several lakes were sampled over three years in an effort to better understand and document the changes that may be occurring in these lakes. This study uses sediment cores to assess the history of mercury (Hg) deposition and to assess changes occurring in autochthonous productivity in these lakes. Sediments deposited after the onset of the industrial revolution contained significantly higher concentrations of Hg, with the highest concentrations found in the most recently deposited sediments. Hg concentrations in these pristine lakes rival those of lakes in heavily urbanized areas, indicating that they are in fact subjected to atmospheric deposition of Hg. There was a large variation in [Hg] of the surface sediments of 13 lakes; underscoring the importance of in situ processes in the fate of atmospherically deposited Hg. Methylmercury (MeHg) concentrations were not correlated with total mercury concentrations (THg), demonstrating how THg is a poor predictor of MeHg; the bioaccumulative neurotoxic form of mercury. The S2 fraction of Rock-Eval® Pyrolysis, C:N ratios and ∂13C signatures were used as proxies of autochthonous carbon and all indicated that the lakes have become increasingly productive, presumably due to warmer water temperatures and longer ice-free seasons. Additionally, I use molecular techniques to detect and quantify the merA gene in the sediment; a proxy of bacterial mercury resistance involved in redox transformations. In Aquatuk, Hawley and North Raft Lakes, I observed a subsurface increase in merA genes in the sediment core, independently of a control gene and the [THg]. While I have not been able to explain the driving variables of this subsurface increase, I believe that the role of merA within remote lake sediments deserves further work. Lastly, microcosms were used to measure the production of volatile elemental mercury (Hg(0)) from surface sediments of Aquatuk Lake. I used a combination of analytical and molecular techniques to show that the production of Hg(0) is biogenic and tested the effect of nutrients, pH and ionic strength on the Hg(0) production rates. Ionic strength alone had the greatest impact on Hg(0) production rates, with increased Hg(0) production as ionic strength increases.