Roberto da Sanseverino went on a pilgrimage to the Holy Land in 1458. He travelled from Venice to Jaffa on a galley and made his return, from Acre to Ancona, on a three-masted sailing ship. During both voyages he kept very accurate logs of distances, courses and wind directions. He described the sails employed for different modes of sailing and other activities pertaining to the safe operation of the vessels. These logs are contained in Sanseverino's diary of his pilgrimage and are an essential part of an original manuscript kept at the University of Bologna. This diary is the first documentation, and the only one known to exist up to this time, which presents a complete description of the methods employed by medieval shipmasters to navigate and handle their ships overlong voyages. The accuracy and reliability of the numeric data and of the other facts contained in the logs are such that, among other unusual findings, they make it possible to deter-mine the length of the Venetian sea mile, the angles of tack of medieval ships to windward and the speeds attainable under various conditions of sailing. Other original descriptions encompass the handling of ships in anchorages and some of the technical considerations that were essential to ensure ship seaworthiness under different conditions of cargo. Further reflections on all these data make it possible to arrive at certain conclusions about the economic constraints of sea ventures in different seasons of the year.

Les tourbillons de mésoéchelle sont des structures relativement petites qui dominent la variabilité océanique et qui ont un impact sur la circulation de grande échelle, les flux de chaleurs et les processus biologiques dans l'océan. De nombreux tourbillons ont été observés dans la Méditerranée occidentale. Pourtant, il n'existe pas une caractérisation systématique de ces structures en raison des petites dimensions de ces structures dans la région où le rayon de déformation de Rossby qui caractérise la taille des tourbillons est petit (10-15 km). L'objectif de cette thèse est donc une caractérisation des tourbillons mésoéchelle dans la Méditerranée occidentale. Dans cette optique, des outils sont développés pour étudier les fines échelles dans le bassin. Une simulation « eddy-resolving » de la région est ainsi réalisée sur une période de 20 ans. Une évaluation à l'aide de données indépendantes et des connaissances actuelles montre un comportement réaliste de la simulation. L'étude des niveaux d'énergie de la simulation montre que les cartes altimétriques existantes sous-estiment le signal mésoéchelle. Une nouvelle méthode d'interpolation des traces altimétriques est alors développée pour mieux représenter la mésoéchelle. Cependant cette amélioration se fait au détriment de l'homogénéité de la résolution des cartes altimétriques. Dans un second temps, trois méthodes de détection et suivi des tourbillons sont appliquées aux cartes altimétriques, le modèle à haute résolution et un modèle à plus faible résolution pour extraire les caractéristiques des tourbillons. La taille des tourbillons varie grandement mais est en moyenne d'environ 25-30 km. Autour de 30 tourbillons sont détectés dans la région par jour avec une distribution spatiale très hétérogène. Au contraire d'autres régions du globe, ils sont principalement advectés par les courants moyens. En séparant les tourbillons selon leur durée de vie, on remarque que les ceux à longue durée de vie sont plus grands, plus intenses et ont un cycle saisonnier avec un pic en fin d'été, alors que ceux à plus courte durée de vie sont plus petits, moins intenses et plus présents en hiver. La profondeur des tourbillons a une grande variance mais la moyenne est de 300 m. Les tourbillons anticycloniques sont en moyenne plus profond et ont une forme plus conique que les tourbillons cycloniques. / Mesoscale eddies are relatively small structures that dominate the ocean variability and have large impact on large scale circulation, heat fluxes and biological processes. In the western Mediterranean Sea, a high number of eddies has been observed and studied in the past with in-situ observations. Yet, a systematic characterization of these eddies is still lacking due to the small scales involved in these processes in this region where the Rossby deformation radius that characterizes the horizontal scales of the eddies is small (10-15 km). The objective of this thesis is to perform a characterization of mesoscale eddies in the western Mediterranean. For this purpose, we propose to develop tools to study the fine scales of the basin. First, we develop an eddy resolving simulation of the region for the last 20 years. The performance of the simulation is evaluated with independent observations (drifters, satellites, hydrographic profiles) showing realistic behavior. This simulation shows that existing altimetry maps underestimate the mesoscale signal. Therefore, we attempt to improve existing satellite altimetry products to better resolve mesoscale eddies. We show that this improvement is possible but at the cost of the homogeneity of the fields; the resolution can only be improved at times and locations where altimetric observations are densely distributed. In a second part, we apply three different eddy detection and tracking methods to extract eddy characteristics from the outputs of the high-resolution simulation, a coarser simulation and altimetry maps. The results allow the determination of some characteristics of the detected eddies. The size of eddies can greatly vary but is around 25-30 km. About 30 eddies are detected per day in the region with a very heterogeneous spatial distribution. Unlike other areas of the open ocean, they are mainly advected by currents of the region. Eddies can be separated according to their lifespan. Long-lived eddies are larger in amplitude and scale and have a seasonal cycle with a peak in late summer, while short-lived eddies are smaller and more present in winter. The penetration depth of detected eddies has also a large variance but the mean depth is around 300 meters. Anticyclones extend deeper in the water column and have a more conic shape than cyclones.

Cette thèse est consacrée à l’analyse des différentes manières d’exercer une «emprise», une «souveraineté» et une «juridiction» sur les mers à l’époque moderne. Centrée sur la Méditerranée d’un long XVIIe siècle, elle commence par présenter les différents terrains et les multiples soubassements théoriques d’une controverse à la fois juridique, politique et diplomatique. Du Golfe de Venise aux mers du Levant, de la mer Tyrrhénienne à la mer Égée, il s’agit de réfléchir aux frontières et aux limites maritimes au prisme de notions très débattues, telles que «propriété», «occupation» et «possession». On utilise pour cela une variété de documents, qui vont des textes théoriques aux libelles manuscrits, des traités de paix aux productions cartographiques, des Capitulations avec la Porte ottomane aux gravures et aux dépêches diplomatiques. Une seconde partie concerne la juridiction fiscale, à travers l’histoire du port toscan de Livourne : l’enjeu est ici de montrer que la franchise portuaire dessine l’espace d’une juridiction et d’une souveraineté en Méditerranée. Escale ouverte aux marchands et aux marins étrangers, port neutre, Livourne offre un exemple paradigmatique de « port franc », tour à tour imité, concurrencé et jalousé en Méditerranée. Le présent travail cherche à décliner tout l’éventail de cette « franchise », depuis les exemptions douanières et les immunités personnelles jusqu’aux conditions socio-juridiques d’accueil des étrangers. Par l’étude détaillée des litiges maritimes et des suppliques, il propose enfin d’analyser le « port franc » comme un catalyseur du contentieux, propice à l’observation d’expérimentations juridiques et procédurales. / This PhD thesis analyses the many ways of exercising «control», «sovereignty» and a «jurisdiction» on the seas in the Early modern period. Focusing on the Mediterranean sea during a long XVIIth century, it first introduces the different fields and the numerous theoretical bases of an altogether legal, political and diplomatic controversy. From the Gulf of Venice to the Levant seas, from the Tyrrhenian to the Aegean Sea, it examines borders and maritime boundaries in the light of much-debated notions, such as « property », «occupation» and «possession». To this purpose, a variety of documents is used, from theoretical texts to handwritten pamphlets, from peace treatises to cartographic productions, and from Capitulations with the Ottoman Empire to engravings and diplomatic dispatches. A second part deals with tax jurisdiction, using as a case study the history of the Tuscan port city of Livorno : what is at stake here is how the system of tax exemptions in a harbour delineates a space of jurisdiction and sovereignty in the Mediterranean. Livorno, a port of call welcoming merchants and foreign sailors and a neutral harbour, is an emblematic example of « free port », alternately imitated, challenged and envied in the Mediterranean. The present research scrutinizes a whole range of tax exemptions, from customs release to individual immunity and up to the socio-legal conditions of welcome for foreigners. Through a detailed study of maritime litigations and of petitions, the free port is defined, as a conclusion, as a catalyst for maritime litigations, suited for an accurate observation of legal and procedural experiments.

Les tourbillons de mésoéchelle sont des structures relativement petites qui dominent la variabilité océanique et qui ont un impact sur la circulation de grande échelle, les flux de chaleurs et les processus biologiques dans l'océan. De nombreux tourbillons ont été observés dans la Méditerranée occidentale. Pourtant, il n'existe pas une caractérisation systématique de ces structures en raison des petites dimensions de ces structures dans la région où le rayon de déformation de Rossby qui caractérise la taille des tourbillons est petit (10-15 km). L'objectif de cette thèse est donc une caractérisation des tourbillons mésoéchelle dans la Méditerranée occidentale. Dans cette optique, des outils sont développés pour étudier les fines échelles dans le bassin. Une simulation « eddy-resolving » de la région est ainsi réalisée sur une période de 20 ans. Une évaluation à l'aide de données indépendantes et des connaissances actuelles montre un comportement réaliste de la simulation. L'étude des niveaux d'énergie de la simulation montre que les cartes altimétriques existantes sous-estiment le signal mésoéchelle. Une nouvelle méthode d'interpolation des traces altimétriques est alors développée pour mieux représenter la mésoéchelle. Cependant cette amélioration se fait au détriment de l'homogénéité de la résolution des cartes altimétriques. Dans un second temps, trois méthodes de détection et suivi des tourbillons sont appliquées aux cartes altimétriques, le modèle à haute résolution et un modèle à plus faible résolution pour extraire les caractéristiques des tourbillons. La taille des tourbillons varie grandement mais est en moyenne d'environ 25-30 km. Autour de 30 tourbillons sont détectés dans la région par jour avec une distribution spatiale très hétérogène. Au contraire d'autres régions du globe, ils sont principalement advectés par les courants moyens. En séparant les tourbillons selon leur durée de vie, on remarque que les ceux à longue durée de vie sont plus grands, plus intenses et ont un cycle saisonnier avec un pic en fin d'été, alors que ceux à plus courte durée de vie sont plus petits, moins intenses et plus présents en hiver. La profondeur des tourbillons a une grande variance mais la moyenne est de 300 m. Les tourbillons anticycloniques sont en moyenne plus profond et ont une forme plus conique que les tourbillons cycloniques. / Mesoscale eddies are relatively small structures that dominate the ocean variability and have large impact on large scale circulation, heat fluxes and biological processes. In the western Mediterranean Sea, a high number of eddies has been observed and studied in the past with in-situ observations. Yet, a systematic characterization of these eddies is still lacking due to the small scales involved in these processes in this region where the Rossby deformation radius that characterizes the horizontal scales of the eddies is small (10-15 km). The objective of this thesis is to perform a characterization of mesoscale eddies in the western Mediterranean. For this purpose, we propose to develop tools to study the fine scales of the basin. First, we develop an eddy resolving simulation of the region for the last 20 years. The performance of the simulation is evaluated with independent observations (drifters, satellites, hydrographic profiles) showing realistic behavior. This simulation shows that existing altimetry maps underestimate the mesoscale signal. Therefore, we attempt to improve existing satellite altimetry products to better resolve mesoscale eddies. We show that this improvement is possible but at the cost of the homogeneity of the fields; the resolution can only be improved at times and locations where altimetric observations are densely distributed. In a second part, we apply three different eddy detection and tracking methods to extract eddy characteristics from the outputs of the high-resolution simulation, a coarser simulation and altimetry maps. The results allow the determination of some characteristics of the detected eddies. The size of eddies can greatly vary but is around 25-30 km. About 30 eddies are detected per day in the region with a very heterogeneous spatial distribution. Unlike other areas of the open ocean, they are mainly advected by currents of the region. Eddies can be separated according to their lifespan. Long-lived eddies are larger in amplitude and scale and have a seasonal cycle with a peak in late summer, while short-lived eddies are smaller and more present in winter. The penetration depth of detected eddies has also a large variance but the mean depth is around 300 meters. Anticyclones extend deeper in the water column and have a more conic shape than cyclones.

Variability in genes and shell shape of salt water gastropod Hexaplex trunculus (Linné, 1758) was compared among the samples from three Croatian coastline localities, four localities on Greek island Lefkada and two localities from south France coastline in total number of 464 specimens. Genetical criteria were not found for separating individual populations. No variability were found in 683 bp long fragment of gene for michondrial cytochrome c oxidase subunit one (COI). Differences among populations were not significant, even in conection of my data with the data of recent portuguese study (sequences from GenBank). Differences among populations were found by the geometric morphometric method. Based on these results, morphotypes for certain habitats were determined. During the study, high level of tributyltin (TBT) pollution in the Mediterranean sea causing sexual malformation called imposex phenomenon, was proved in this species of gastropod.

La Méditerranée est caractérisée par des concentrations en nutriments parmi les plus faibles au monde, et qui montrent des valeurs décroissantes d’ouest en est. A l’échelle climatologique, le bassin est dominé par un régime subtropical, à l’exception de certaines zones spécifiques, qui présentent une dynamique typique des régions tempérées. Malgré l’importance des nutriments pour ces cycles, on connaı̂t peu de chose sur leur variabilité temporelle car les données disponibles sont souvent insuffisantes à l’échelle du bassin. L’objectif principal de ce travail est d’aborder cette question à différentes échelles de temps. L’exploitation de la série temporelle DYFAMED a d’abord permis de décrire le cycle saisonnier et les tendances décennales des concentrations en nutriments en Méditerranée nord-occidentale. L’analyse des données d’apports atmosphériques de la station du Cap Ferrat à complété ce travail, en évaluant l’importance relative des processus d’approvisionnement en nutriments des eaux de surface. Pour élargir l’étude à l’ensemble du bassin, nous avons par la suite considéré des mesures acquises par des flotteurs Bio-Argo (déployés dans le cadre de l’EQUIPEX NAOS), équipés de capteurs optiques mesurant les concentrations en nitrate (SUNA). Ces flotteurs sont en train de changer fondamentalement la manière dont nous observons les océans, et cette thèse est l’une des premières à documenter cette révolution technologique. Ils ont rendu possible, pour la première fois en Méditerranée, une description des cycles saisonniers des concentrations en nitrate, simultanément en différentes zones du bassin. Ces données ont aussi souligné l’importance de la variabilité temporelle haute fréquence, permettant de réévaluer le rôle de certains processus. / The Mediterranean Sea is characterized by nutrient concentrations among the lowest in the world, and which exhibit decreasing values eastward. At climatological scale, a subtropical-like regime dominates almost the entire basin, except for some areas where temperate like dynamics are found. Despite the importance of nutrients on these cycles, very little is known about their temporal variability, due to the overall data scarcity at basin scale. This work mainly aims to address this issue at various time scales. Data from the DYFAMED time-series were firstly examined, and allowed the description of the seasonal cycle and decadal trends of nutrient concentrations, in the northwestern Mediterranean. The analysis of atmospheric data from the Cap Ferrat station completed this work, and permitted to evaluate the relative contributions of the different processes that provide nutrients in surface. The study was then extended to the whole basin by considering measurements acquired by Bio-Argo floats (deployed in the framework of the NAOS EQUIPEX), equipped with a nitrate sensor (SUNA). These floats are about to fundamentally change the way we observe the ocean, and present work is among the first to document this ongoing technological revolution. They allowed, for the first time in the Mediterranean, the monitoring of seasonal variability of nitrate concentrations, simultaneously in different areas of the basin. This data also highlighted the significance of the high frequency temporal variability, which enables to reevaluate the role of some processes.

Le phytoplancton est un élément primordial dans les réseaux trophiques marins et il est un acteur principal dans les cycles biogéochimiques de la planète. Cependant, des incertitudes subsistent autour des facteurs environnementaux influençant sa saisonnalité ainsi que sa capacité à se développer. L’objectif majeur de cette thèse est d’étudier la réponse du phytoplancton à la variabilité interannuelle des facteurs environnementaux en Mer Méditerranée. Plus précisément, il s’agit de déterminer l’influence de ces derniers sur la saisonnalité du phytoplancton.Dans un premier temps, la variabilité interannuelle des cycles annuels de biomasses phytoplanctoniques observables en Méditerranée a été analysée. Certaines régions, tel que les zones de formation d’eau dense, présentent une variabilité interannuelle importante. L’une des régions les plus variables est la zone de formation d’eau dense en Méditerranée Nord-Occidentale. Une approche multi-outils basée sur des observations a été mise en place pour l’étude des variations spatiale et temporelle de la saisonnalité du phytoplancton dans cette région. Le rôle crucial du mélange vertical et de la disponibilité en lumière sur la saisonnalité du phytoplancton a été évalué. Il est démontré qu’une couche de mélange profonde pendant l’hiver augmente l’intensité du bloom phytoplanctonique printanier, due à une présence plus importante dans la communauté phytoplanctonique de micro-phytoplancton. En conséquence, le taux de production primaire printanier augmente. Enfin, ces modifications de la communauté phytoplanctonique et de la production provoquent une augmentation du stock de carbone organique produit au printemps. / The phytoplankton are essential for the oceanic trophic webs and for biogeochemical cycles on Earth. However, uncertainties remain about the environmental factors influencing its seasonality, and its growing efficiency. The main objective of this thesis is to characterize the responses of the phytoplankton to the interannual variability of the environmental factors, in the Mediterranean Sea. More precisely, we aim to assess the influence of the environmental factors on phytoplankton seasonality. The interannual variability of the phytoplankton annual cycles are analyzed in the Mediterranean Sea, thus highlighting the regions associated with annual cycle variability, like the ones where deep-water formation events occur recurrently. One of these regions is the North-Western Mediterranean Sea. A multiplatform approach based on in situ observations is implemented to analyze the spatial and temporal variability of the phytoplankton seasonality in this particular region. The influences of mixed layer depth and the light availability on phytoplankton seasonality are assessed. An intense deepening of the mixed layer (related to the deep convection) increases the magnitude of the phytoplankton spring bloom. Moreover, the strong deepening of mixed layer seems to induce favorable conditions for an important accumulation of micro-phytoplankton (composed of diatoms mainly). In turn, the phytoplankton production rate increases, mostly, the primary production rate of diatoms. Finally, at the scale of the North-Western Mediterranean Sea, the shift in the phytoplankton community structure and in production induces an increase of the organic carbon stock produced during spring.

Roberto da Sanseverino went on a pilgrimage to the Holy Land in 1458. He travelled from Venice to Jaffa on a galley and made his return, from Acre to Ancona, on a three-masted sailing ship. During both voyages he kept very accurate logs of distances, courses and wind directions. He described the sails employed for different modes of sailing and other activities pertaining to the safe operation of the vessels. These logs are contained in Sanseverino's diary of his pilgrimage and are an essential part of an original manuscript kept at the University of Bologna. This diary is the first documentation, and the only one known to exist up to this time, which presents a complete description of the methods employed by medieval shipmasters to navigate and handle their ships overlong voyages. The accuracy and reliability of the numeric data and of the other facts contained in the logs are such that, among other unusual findings, they make it possible to deter-mine the length of the Venetian sea mile, the angles of tack of medieval ships to windward and the speeds attainable under various conditions of sailing. Other original descriptions encompass the handling of ships in anchorages and some of the technical considerations that were essential to ensure ship seaworthiness under different conditions of cargo. Further reflections on all these data make it possible to arrive at certain conclusions about the economic constraints of sea ventures in different seasons of the year. / Arts, Faculty of / History, Department of / Graduate

L'eau douce est devenue un sujet de préoccupation majeur depuis la fin du XXe siècle, tant au niveau international qu'au niveau national. L'eau douce est une ressource rare et inégalement répartie dans la région méditerranéenne. La surexploitation des eaux de surface et des eaux souterraines ainsi que la dégradation de la qualité de l'eau sont également deux problèmes urgents pour cette région. Les pays méditerranéens ainsi que la communauté internationale se sont engagés dans la recherche d'une meilleure gestion de l'eau douce. Nombre d'études, de programmes et de coopérations internationales sont là pour en témoigner. Nous avons constaté que les engagements nationaux et internationaux existants ne répondaient que partiellement à ces problèmes urgents relatifs à l'eau douce. En tenant compte des situations particulières de la région, nous avons développé les perspectives d'une norme commune sur l'eau douce pour la région méditerranéenne. / Fresh water has become a major concern since the late twentieth century in both international and national level. Fresh water resources are scarce and spread unequally in the Mediterranean region. Overexploitation of surface water and groundwater, as well as degradation of water quality are two pressing issues for this region. Mediterranean countries and the international community have engaged in the search for a better management of fresh water. Lots of studies, programs and international cooperations are there to prove this. We found that the existing national and international undertake only partially these urgent problems related to freshwater. Taking account the particular circumstances of the region, we have developed the prospects for a common norm for fresh water to the Mediterranean region.

Gobies (Gobiidae, Actinopterygii) are small, predominantly cryptic, marine, brackish and freshwater fishes. They abundantly inhabit coastal waters, although their occurrence is far from being mapped due to their inconspicity, often hidden lifestyle and a lack of commercial use. Information about distribution of many species is therefore still rather poor. Many species are known only from a few locations scattered throughout the Mediterranean Sea and the Atlantic. This suggests that most species could actually have a relatively continuous distribution area. Comparing the genetic variability of geographically distant populations of the same species can help to detect whether there is some population subdivision and whether populations are genetically isolated from each other. The aim of my thesis was to compare genetic variability of the populations of eight goby species: Corcyrogobius liechtensteini, Gobius cruentatus, Gobius geniporus, Gobius incognitus, Chromogobius quadrivittatus, Chromogobius zebratus, Millerigobius macrocephalus and Zebrus zebrus within Mediterranean Sea and north-eastern Atlantic Ocean. Samples used in this work were collected from two Atlantic (Spain and Portugal) and seven Mediterranean localities (France, Sicily, Croatia, Montenegro, Greece, and Cyprus - northern and...