Interest in exploring renewable energy resources has increased globally, especially with recent worldwide intentions to maintain the global climate. Looking at the oceans as a vast sustainable clean energy resource to satisfy present high humankind energy demands has been strongly recommended. Several types of renewable energy resources exist in the oceans: waves, tides, thermal and salinity variations, currents, and offshore winds. Exploiting tidal currents is considered one of the most effective approaches to the generation of electricity. Tidal turbines are deployed beneath the sea surface to transfer the kinetic energy in tidal currents to mechanical energy suitable for ongoing conversion to electricity and subsequent transmission. However, choosing a suitable site to deploy these turbines is not a trivial process. Various constraints must be satisfied subject to basic criteria dependent upon local factors, technology limitation and economic consideration. In addition, an important issue to consider is taking care to harness energy from tidal currents with minimum possible impact on the surrounding environment. The present study justifies the nomination of the Strait of Messina as an exceptional tidal current energy resource within the Mediterranean Sea basin. The maximum tidal current velocity at spring peak tide through the Strait may exceed 3 m/s. This mainly results from the tidal phase-difference (180°) between the northern (Tyrrhenian Sea) and southern (Ionian Sea) tips of the Strait, associated with a difference of 0.27 m in tidal wave amplitudes. In addition, the complex coastline configuration of the Strait plays an important role in enhancing tidal current velocities. Therefore, the Strait of Messina fulfils the basic criterion (2 m/s tidal current velocity) to be considered as a valid tidal current energy resource. This massive tidal current energy resource is assessed in the present study. A detailed full desk-based Environmental Impact Assessment (EIA) study is performed using the interactive matrix approach in order to investigate the anticipated environmental impacts on the marine ecosystem of the Strait of Messina resulting from the harnessing of energy from its tidal currents. Through the EIA study the different environmental components, both biotic and abiotic, which may be affected by the energy extraction process, are explained. In addition, the proposed key project activities are listed; the likelihood of occurrence and the magnitude of impact interaction with the environmental components are evaluated. The final judgment matrix guides to make a right decision on the proposed project. From the resulted matrix, the major impacts do not exceed 10% of the total anticipated effects. The positive point is that all the expected impacts, including the majors, can be controlled and minimised to the lowest possible limits by applying a good monitoring programme. The University of Edinburgh “Tidal Flow Development (TFD)” numerical model is used to mimic the tidal environment of the Strait of Messina in different cases. The model successfully simulates the tidal flow regime within the Strait under some exceptional conditions. Modifications to the main numerical code and coefficients were necessary in the present research to adjust the model according to each case study. In the three different cases of simulation, using these exceptional coefficients, the model simulates the main tidal characteristics of the tidal flow within the Strait. According to the results of the numerical simulation process, tidal currents are more intensive close to the eastern coast of the Strait of Messina near to Punta Pezzo. This area is far from any ferry route between Italy and Sicily. The best location to deploy tidal turbines for the energy extraction process is therefore recommended to be within these surroundings. Finally, a physical (laboratory) model is used to simulate the flow regime within the Strait of Messina. The Particle Image Velocimetry (PIV) technique was applied in the flow-table tank at the University of Edinburgh. The physical model simulates the flow behaviour within the Strait of Messina to a satisfactory degree. The cyclonic and anti-cyclonic motions observed at the southern extremity of the Strait are also very well simulated. The results of the present study assure confidence in the use of tidal currents within the Strait of Messina as a renewable energy resource. The safety of the environment must be ensured by following environmental guidelines, respecting the energy extraction limits and by applying an effective monitoring programme. The later is strongly recommended to be an adaptive one in which higher environmental authorities are able to watch, revise and control the environmental team within the project. These authorities are also able to postpone the project in case of any severe environmental case. The simulation processes emphasize the effect of morphometry and topography in enhancing tidal currents in the Strait of Messina. Moreover, numerical simulation assures that the complex morphometry and bathymetry, in addition to the open boundaries of the Strait of Messina, are challenging issues for modellers in order to mimic the real tidal current resource in the case of the Strait of Messina. The study also strongly recommends applying a more effective numerical model than TFD to assess the tidal hydrodynamical environment before and after any proposed energy extraction process. This will certainly, with the EIA of the marine ecosystem, help to make a right decision about the proposed project in order to achieve the goal of using clean and clear renewable energy resources while maintaining both natural and hydrodynamical environments to the most possible safest degree.

L'objectif principal de cette thèse est d'évaluer la contribution d'une méthode d'interpolation dynamique pour améliorer la représentation des processus océaniques à petite échelle dans les cartes altimétriques. La résolution actuelle de ces cartes construites par interpolation statistique optimale, est bien adaptée à l'étude de la variabilité mésoéchelle mais ne permet pas d'observer des structures de taille inférieures à 150-200 km, en grande partie à cause de l'échantillonnage spatio-temporel des données. La méthode d'interpolation dynamique est basée sur un modèle de propagation quasi-géostrophique (QG) à une couche et demie, dont le but est de recréer une partie de l'évolution temporelle des petites structures océaniques en utilisant la dynamique locale. Dans cette étude, nous appliquons cette méthode à la Méditerranée occidentale. En premier lieu nous avons évalué la capacité du propagateur QG à représenter la dynamique dans cette région. Nous avons ensuite utilisé ce propagateur pour réaliser l'interpolation dynamique dans un cas idéalisé spatialement, en comparant les champs reconstruits avec un modèle numérique à haute résolution. Les résultats ont montré une amélioration générale par rapport à une interpolation linéaire sur une période de 5-10 jours. La performance de la méthode à montré une disparité spatiale et temporelle, avec une amélioration plus importante pour les régions de forte variabilité et en période hivernale. Nous avons exploité deux pistes de complexification du propagateur afin de mieux modéliser la dynamique de la région, fortement influencée par les forçages atmosphériques locaux intenses, la géométrie du bassin et sa bathymétrie. Dans une seconde étude, nous avons évalué la contribution de cette méthode d'interpolation dynamique pour cartographier les données altimétriques réelles le long des traces. Pour cette étude, les structures de covariance dérivées de l'évolution du modèle QG ont été intégrées dans un schéma d'interpolation optimal. Les cartes dynamiques interpolées résultantes ont été comparées aux cartes altimétriques actuelles. Cette étude, qui participe à la préparation de l'exploitation des futures données haute résolution de la mission SWOT, a démontré l'efficacité d'un modèle relativement simple pour améliorer la résolution des cartes altimétriques. Néanmoins, tous ces résultats ont révèlé la difficulté de paramétrer de façon optimale cette méthode de cartographie pour caractériser la dynamique dans une région qui présente une forte variabilité spatiale et temporelle. Ce travail souligne aussi le besoin de mieux exploiter les différents jeux de mesures indépendantes pour évaluer rigoureusement l'amélioration des petites échelles, qui ont un impact non négligeable sur la dynamique de mésoéchelle, notamment sur les transferts énergétiques au sein de l'océan et sur les interactions physico-biologiques. / The main objectif of this thesis is to evaluate the contribution of a dynamic interpolation method to improve the representation of small scale ocean processes in altimetric maps. The current resolution of these maps constructed by a statistical optimal interpolation technique, is well adapted to the study of the mesoscale variability but does not allow us to observe structures of sizes smaller than 150-200km, largely due to the spatio-temporal sampling of the data. The dynamic interpolation method is based on a one-and-a-half layer quasi-geostrophic (QG) propagation model, aims to recreate part of the temporal evolution of small oceanic structures using the local dynamics. In this study, we apply this method to the western Mediterranean Sea. First we evaluate the QG propagator's capacity to represent the dynamics in this region. We then use this propagator to perform the dynamic interpolation in a spatially idealized case, comparing the reconstructed fields with a fine-resolution numerical model. The results show a general improvement compared to a linear interpolation over a period of 5-10 days. There is spatial and temporal disparity in the performance of the method, with a greater improvement for the regions of high variability and during the winter period. We explored ways of complexifying the QG propagator to better represent the dynamics of the region, influenced by the strong local atmospheric forcing, the geometry of the bassin and its bathymetry. In a second study, we evaluated the contribution of this dynamical interpolation method for mapping real alongtrack altimetric data. For this study, covariance structures derived from the QG model's evolution are integrated into an optimal interpolation scheme. The resulting dynamical interpolated maps are compared to the current altimetric maps. This study, which participates in the preparation of the exploitation of the future high resolution data of the SWOT mission, demonstrates the effectiveness of a relatively simple model to improve the resolution of the altimetric maps. Nevertheless, all of these results reveal the difficulty to optimally parameterize this mapping method to caracterize the dynamics in a region which presents a strong spatial and temporal variability. This work also highlights the need to better exploit the independant data to rigorously evaluate the improvement at small scales, which have significant impacts on the dynamics of the mesoscale, particularly on energy transfers within the ocean and on physico-biological interactions.

L’objectif de la thèse s’inscrit dans le cadre de contribuer à l’estimation des paramètres du système des carbonates en Mer Méditerranée, en particulier la pression partielle du CO2 dans l’eau (pCO2sw), l’alcalinité totale (AT), le carbone inorganique total (CT) et le pH. En premier lieu, on a calculé à partir des données des campagnes Boum en 2008 et MedSeA en 2013 les coefficients de mélange des masses d’eau dans les bassins Ouest et Est. L’analyse de ces coefficients nous a permis d’étudier l’évolution des masses d’eau en Mer Méditerranée entre les années 2008 et 2013.En deuxième lieu, on a présenté à partir des données de la mission MedSeA en mai 2013, les résultats des mesures récentes de pCO2sw sur une section longitudinale assez étendue allant du détroit de Gibraltar jusqu’au sous-bassin Levantin. Les résultats ont indiqué que les bassins Ouest et Est sont gouvernés par deux régimes différents de pCO2sw. Ces deux régimes ont été influencés par les propriétés physico-chimiques assez distinctes des deux bassins. A partir des mesures directes de pCO2sw on a calculé les flux journaliers de CO2 à travers l’interface air-mer en mai 2013 et cela pour le trajet couvert par la mission MedSeA. Pour aboutir à une analyse plus globale on s’est référé dans une étude ultérieure, aux données des campagnes Thresholds et MedSeA. On a établit ainsi deux équations pour estimer en mai 2007 et 2013, la pCO2sw à partir des données satellites de température de surface, Chlorophylle_a et l’index de la couleur de la matière organique dissoute. Puis, on a calculé et cartographié les flux air-mer de CO2 en mai 2013 à l’échelle de toute la Mer Méditerranée et pour une résolution spatiale de 4 km.Ensuite, on a établi à partir des données de la mission MedSeA, des régressions linéaires pour estimer l’AT et le CT à partir de la salinité, et cela pour chaque sous-bassin de la Mer Méditerranée et pour plusieurs intervalles de profondeur. Ultérieurement, on s’est concentré aux données physico-chimiques dans les eaux de surface, compilées de plusieurs campagnes océanographiques entre 1998 et 2013. Les équations établies pour estimer l’AT et le CT dans les eaux de surface, ont indiqué que le meilleur polynôme inclue la salinité et la température. Ces polynômes ont été appliqués sur les cartes climatologiques de température et de salinité du World Ocean Atlas, pour cartographier les variabilités spatiales et saisonnières de l’AT et du CT sur une moyenne de 7 ans. En outre, à partir des données de la mission MedSeA, on a estimé les concentrations en carbone anthropique (CANT) et la variation de l’acidification (∆pH) en Mer Méditerranée. Les résultats ont indiqué que la Mer Méditerranée est fortement contaminée par le CANT avec des concentrations bien plus élevées que celles enregistrées dans l’océan Pacifique ou Indien. Le calcul du ∆pH a indiqué que la Mer Méditerranée est déjà acidifiée de la surface jusqu’en profondeur. Enfin, on a présenté un modèle pour prédire le ∆pH en fonction de concentrations théoriques de CANT. On a montré que le seuil en CANT pour lequel l’acidification va fortement s’intensifier en Mer Méditerranée est déjà atteint. Aussi, les eaux profondes des bassins Occidental et Oriental, deviendront très probablement sous saturées par rapport à la calcite et à l’aragonite d’ici la fin du siècle prochain. / The objective of the thesis is to contribute to the estimation of the carbonate system parameters in the Mediterranean Sea, in particular the partial pressure of CO2 in water (pCO2sw), total alkalinity (AT), total inorganic carbon (CT) and pH.The study was initiated by an adequate calculation of the water masses mixing coefficients in the Western and Eastern basins, using data from the Boum and MedSeA cruises in 2008 and 2013, respectively. The analysis of the mixing coefficients, allowed us to study the evolution of water masses in the Mediterranean Sea between the years 2008 and 2013.Subsequently, using data from the 2013 MedSeA cruise, we presented the results of recent measurements of pCO2sw on a wide longitudinal section from the Strait of Gibraltar to the Levantine sub-basin. The results indicated that the Western and Eastern basins were characterized by two different pCO2sw regimes. These regimes were mainly affected by the distinctive physico-chemical properties of each basin. From the direct measurements of pCO2sw we calculated along the track of the MedSeA cruise, the daily CO2 fluxes across the air-sea interface in May 2013. To achieve a more comprehensive analysis, we referred in a consecutive study to the data of the Thresholds and MedSeA cruises. From these data, we provided two equations to estimate in May 2007 and 2013; pCO2sw from satellite data of sea surface temperature, Chlorophyll_a and the chromophoric dissolved organic matter index. Furthermore, we calculated and mapped the air-sea CO2 fluxes in May 2013 across the whole Mediterranean Sea, with a spatial resolution of 4 km.Successively, we established from the MedSeA cruise data, linear regressions to estimate AT and CT from salinity, in each sub-basin of the Mediterranean Sea and for several depths. Later on, we focused on the physico-chemical data in surface waters, compiled from several oceanographic cruises between 1998 and 2013. The equations developed to estimate the AT and CT in surface waters, indicated that it is best to include in these polynomials both salinity and temperature. These polynomials were applied to the climatological fields of salinity and temperature of the World Ocean Atlas, in order to map the spatial and seasonal variability of AT and CT on a 7 years average.Moreover, we estimated from the MedSeA cruise data, the concentrations of anthropogenic carbon (CANT) and the variation of acidification (ΔpH) in the Mediterranean Sea. The results indicated that the Mediterranean Sea is heavily contaminated by CANT, with higher concentrations than those recorded in the Pacific or Indian Ocean. Also, the calculated ΔpH indicated that the Mediterranean Sea is already acidified from the surface to the deep waters. Finally, we presented a model to predict the ΔpH according to theoretical concentrations of CANT. Consequently, we showed that we already reached the tipping point of CANT, for which the acidification will strongly intensify in the Mediterranean Sea. Moreover, the deep waters of the Western and Eastern basins are very likely to become under saturated in calcite and aragonite by the end of the next century.

Le bassin méditerranéen est reconnu comme un "point chaud" de biodiversité soumis à de fortes pressions anthropiques. En domaine marin, les habitats coralligènes participent grandement à cette biodiversité et leur situation côtière les rend accessibles aux hommes. La thèse porte sur l'identification et l'évaluation de leurs services écosystémiques. J’ai utilisé le concept de \textit{service écosystémique} à une échelle locale : la Baie de Marseille (anthropisée) et le Parc national de Port-Cros (sous pression humaine minimale). Le premier volet de la thèse porte sur l'identification et la description des services rendus par les habitats coralligènes dans les zones d’étude. Les services les plus évidents (production de ressource alimentaire, production de corail rouge et sites de plongée) font l’objet d’une étude plus approfondie. Le deuxième volet de la thèse teste le concept de cascade de service écosystémique d'Haines-Young et Potschin pour décrire les éléments et fonctions de l'écosystème impliqués dans chaque service, les bénéficiaires et les types de valeurs économiques qui en sont issus, et des indicateurs pour mesurer chaque niveau de la cascade. Le troisième volet de la thèse porte sur une analyse de l'activité de plongée sur les habitats coralligènes de la baie de Marseille. Le dernier volet de la thèse est une étude des préférences déclarées dans les secteurs de Marseille et Port-Cros concernant les services rendus par les habitats coralligènes, grâce à la méthode des choix discrets. Ce dernier volet comprend une étude de l’impact de la connaissance initiale et de l’apport d’information dans la formation des préférences. / The Mediterranean basin is recognized as a "hotspot" of biodiversity subjected to strong anthropic pressures. In the marine domain, coralligenous habitats greatly contribute to the basin’s biodiversity and their coastal location makes them accessible to humans. The thesis attempts to identify and economically evaluate some of those ecosystem services. I used the concept of \textit{ecosystem service} at a local scale, focusing on the Bay of Marseille (anthropized) and the Port-Cros national park (under minimal human pressure). The first part of the thesis deals with the identification and description of the services rendered by coralligenous habitats in the study areas. The second part of the thesis describes the provisionning services through the application of the concept of ecosystem service cascade as developed by Haines-Young and Potschin. This approach helps to identify the elements and functions of the ecosystem involved in each service, the human beneficiaries and the types of economic benefits associated with the services. This chapter also proposes variables to measure each level of the cascade. The third part of the thesis deals with an analysis of the relationship between the presence of coralligenous habitat and the frequency of dives in the Bay of Marseille. The last part of the thesis employs the method of discrete choices experiment to study the declared preferences in the study areas of Marseille and Port-Cros concerning the services rendered by the coralligenous habitats. This analysis provided insight into how preferences can evolve as initial knowledge is enhanced through the provision of additional information.

In this work, we implemented the GHER hydrodynamic model in the Gulf of Lions (resolution 1/100°). This model is nested interactively in another model covering the North-Western basin of the Mediterranean Sea (resolution 1/20°), itself nested in a model covering the whole basin (1/4°). A data assimilation filter, called the SEEK filter, is used to test in which of those grids observations taken in the Gulf of Lions are best assimilated. Therefore, twin experiments are used: a reference run is considered as the truth, and another run, starting from different initial conditions, assimilates pseudo-observations coming from the reference run. It appeared that, in order to best constrain the coastal model, available data should be assimilated in that model. The most efficient setup, however, is to group all the state vectors from the 3 grids into a single vector, and hence coherently modify the 3 domains at once during assimilation cycles. Operational forecasting with nested models often only uses so-called passive nesting: no data feedback happens from the regional models to the global model. We propose a new idea: to use data assimilation as a substitute for the feedback. Using again twin experiments, we show that when assimilating outputs from the regional model in the global model, this has benecial impacts for the subsequent forecasts in the regional model. The data assimilation method used in those experiments corrects errors in the models using only some privileged directions in the state space. Furthermore, these directions are selected from a previous model run. This is a weakness of the method when real observations are available. We tried to build new directions of the state space using an ensemble run, this time covering only the Mediterranean basin (without grid nesting). This led to a quantitative characterization of the forecast errors we might expect when various parameters and external forcings are affected by uncertainties. Finally, using these new directions, we tried to build a statistical model supposed to simulate the hydrodynamical model using only a fraction of the computer resources needed by the latter. To achieve this goal, we tried out artifficial neural networks, nearest-neighbor and regression trees. This study constitutes only the first step toward an innovative statistical model, as in its present form, only a few degrees of freedom are considered and the primitive equation model is still required to build the AL method. We tried forecasting at 2 different time horizons: one day and one week.

The wind waves have significant effects on small craft and fisheries. Therefore, wind wave climate has an important role in the design and operation of fishing harbors and harbors for small craft. The purpose of this study is to identify the wind wave climate along the eastern part of the Mediterranean Sea coastline of T&uuml / rkiye. For this purpose, wind wave data for a certain period is obtained from ECMWF for the analysis. Moreover, the data will be analyzed for locations selected along the Turkish coast using a special software developed for this thesis study. For every location, the wind wave roses, significant wind wave height versus mean period of primary wind relations, extreme probability distribution, and log-linear cumulative probability distributions will be presented. By the help of software developed, it will be possible to analyse any coordinate using ECMWF data.

Dans la plupart des mers et des océans, la zone littorale est dominée par de grandes Phaeophyceae (Laminariales et Fucales) qui jouent un rôle écologique majeur dans la structuration et le fonctionnement de l’écosystème (fourniture d’habitats, de nourri ture, de frayères et de nurseries pour de nombreuses espèces). En Méditerranée, ce sont les espèces de Fucales appartenant aux genres Cystoseira C. Agardh et Sargassum C. Agardh qui sont les principales espèces structurantes du stade climacique de la végétation photophile de la zone littorale (de la surface jusqu’à 70-80 m de profondeur dans les eaux les plus claires). L’étude diachronique menée dans ce travail de thèse à partir des premières observations scientifiques exploitables (18ème siècle) est une première en Méditerranée sur autant de linéaire de côte (~ 2 970 km à l’échelle 2 500ème). Les résultats obtenus par l’analyse des données historiques et actuelles de distribution des Fucales le long des côtes françaises différent suivant les espèces étudiées, aussi bien en ce qui concerne l’état de conservation des populations que les causes impliquées dans leur régression. Dans l’ensemble, les forêts de Cystoseira et de Sargassum ont régressé de façon drastique en Méditerranée française. L’écosystème a souvent basculé (regime shift) vers un état stable alternatif (Multiple Stable State) de type barren ground, caractérisé par la dominance de macrophytes calcifiés encroûtants (corallinacées) et d’oursins. / Throughout the world, coastal ecosystems are severely affected by the cumulative impact of increasing human pressure (e.g. destruction of habitats, pollution, non-indigenous species, overfishing, coastal aquaculture and global warming). Different foms of stress act over time and in unison, with a possible synergistic effect, on species, ecosystems and their ability to deliver ecosystem services. Along temperate rocky coasts worldwide, large canopy-forming kelps (Laminariales, Phaeophyceae, Ochrophyta) and fucoids (Fucales, Phaeophyceae, Ochrophyta) represent the dominant species in pristine environments. In the Mediterranean Sea, species of the genus Cystoseira C. Agardh and Sargassum C. Agardh are habitat-forming species dominating several assemblages from the littoral fringe down to the lower sublittoral zone (0 down to 70-80 m depth). The present diachronic study based on the first usable scientific observations (18th century) is the first in the Mediterranean to cover such a long stretch of coastline (~ 2970 km at 1/2 500 scale). The results obtained by the analysis of historical and current data on the distribution of Fucales along the French coast differ according to the species studied, both with regard to the conservation status of populations and the causes involved in their regression. The general loss of habitat-structuring species is worrying. We are witnessing a typical regime shift with a replacement of macroalgal forests by less structured algal assemblages dominated by Corallinales or by barren grounds dominated by encrusting species, filamentous algae and sea urchins.

La Méditerranée a souvent été au cœur des réflexions littéraires, à travers une quête identitaire ou une consécration de l’histoire humaine. Intimement liées au colonialisme, les écritures autour de la Méditerranée reflètent un questionnement à la fois historique, philosophique et littéraire sur le destin des peuples. D’une rive à l’autre, la Méditerranée s’est constituée une véritable identité en tant qu’espace conceptualisé et analysé. Les premiers écrivains de langue française au Maghreb sont des colons d’Algérie, qui affirment très tôt leur autonomie d’expression par rapport à la métropole, prenant notamment leurs distances vis-à-vis de la littérature de voyage consacrée à l’Algérie. Robert Randau, mais aussi Louis Bertrand inaugurent, au début des années 1920, le courant algérianiste, qui s’attache à décrire de l’intérieur la terre colonisée, ses mœurs et ses coutumes. Plus tard, à partir des années 1930, l’école d’Alger sert de chambre d’écho à la dénonciation de l’injustice coloniale. C’est dans cette mouvance que se situent par exemple Albert Camus, Gabriel Audisio ou Emmanuel Roblès. Cependant, la situation de ces écrivains était extrêmement délicate : il leur était en effet difficile de dénoncer les injustices liées à la colonisation sans trahir leur communauté. C’est dans cette perspective historique que sera étudiée l’évolution de la réflexion littéraire et socio-culturelle de l’identité méditerranéenne à travers l’algérianité exprimée par deux grands courants, l’Algérianisme et l’école d’Alger. / The Mediterranean area has often been at the core of literary thinking through a quest for an identity or a consecration of human history. Mediterranean writings reflect a questioning which is at once historical, philosophical and literary upon peoples’ destinies as those writings are intimately related to colonialism. A true literary identity built up from one side of the Mediterranean Sea to another as a conceptualized and analyzed space. The first Maghrebi writers who composed in French were Algerian colonists. They asserted quite early their own independence from France as they dissociated themselves from travel literature devoted to Algeria. In the early 1920s, Robert Randau and Louis Bertrand introduced the Algerianist movement which strove itself to describe the colonized country from the inside, including its mores and its customs. Later on, starting the 1930s, the Ecole d’Alger is used as an echo chamber to denounce colonial injustice. Albert Camus, Gabriel Audisio or Emmanuel Roblès are, for instance, a part of this circle of influence. Yet, those writers found themselves in an extremely delicate situation as it was strenuous for them to denounce all kinds of injustice related to colonization without betraying their own community. The evolution of the literary and socio-cultural thinking of the Mediterranean identity through the algerianity expressed by two major movements, Algerianism and the Ecole d’Alger, will be studied in such an historical prospect.

L’objectif de cette thèse est d’apporter de nouvelles contraintes sur l’hydrologie de l’Atlantique Nord-Est et de la Méditerranée occidentale depuis la dernière période glaciaire à partir de l’analyse de la composition isotopique du Nd (εNd) dans des échantillons d’eau de mer ainsi que des coraux profonds et des foraminifères, prélevés dans des carottes sédimentaires marines. Les changements de l’hydrologie des masses d’eau intermédiaire (LIW, MSW, AAIW et masses d’eau intermédiaire des gyres subtropical et subpolaire) ont été plus particulièrement étudiés car leur rôle sur les transferts de sels en Atlantique Nord et in fine sur l’AMOC est actuellement mal contraint. Ce travail a été mené au cours des périodes de changements hydrologiques majeurs et abrupts de l’océan qui se sont produits lors des variations climatiques rapides de la dernière période glaciaire (événements d’Heinrich et cycles de Dansgaard-Oeschger) et lors du dépôt du Sapropel S1 en Méditerranée orientale. Dans un premier volet, nous avons amélioré la couverture spatiale des valeurs d’εNd des masses d’eau de l’Atlantique Nord-Est et de la mer d’Alboran, préalable indispensable pour restituer l’hydrologie passée de ces régions avec le traceur εNd. Nous avons ensuite mis en évidence un changement majeur du schéma de circulation de la Méditerranée occidentale durant la période de dépôt du sapropel S1, marquée par une forte réduction des masses d’eau de la Méditerranée orientale (LIW) au sud de la Sardaigne au profit de celles provenant du Golfe du Lion (WIW). Ce changement hydrologique ainsi que ceux qui s’opèrent en Méditerranée depuis la dernière période glaciaire ne sont pas associés à de fortes modifications des valeurs d’εNd de la LIW de la mer d’Alboran et de la mer des Baléares, suggérant une stabilité de la signature isotopique en Nd de la MOW au cours du temps. Ceci a permis, à partir d’un enregistrement d’εNd obtenus sur des coraux profonds du Golfe de Cadix, de mettre en évidence une contribution plus importante de l’AAIW plus radiogénique et donc une pénétration plus marquée en Atlantique Nord de cette masse d’eau lors des périodes de fortes réductions de l’AMOC, liées à la déstabilisation des calottes de glace de l’Hémisphère Nord. / : The purpose of this thesis is to constrain the hydrology of the North-East Atlantic and western Mediterranean Sea since the last glacial period from neodymium isotopic composition (εNd) measured on seawater, cold water corals and foraminifera. In particular, hydrological changes of intermediate water masses (LIW, AAIW, MSW, mid-subtropical and subpolar gyre water) have been studied as their role on salt budget in North Atlantic and ultimately on AMOC are currently poorly constrained. This work has been conducted at times of major and abrupt hydrological changes that occurred during rapid climatic variations of the last glacial period (Heinrich and Dansgaard-Oeschger events) and during the last sapropel deposit (S1) in eastern Mediterranean Sea. In a first step, we have improved the spatial distribution of water masses εNd values in North-east Atlantic and Alboran Sea, what is an absolute prerequisite in order to track past hydrological changes in these areas with εNd proxy. Next, we have highlighted a major change of the western Mediterranean circulation pattern during the sapropel S1 deposit, which is marked south of Sardinia by a strong reduction of eastern-sourced water masses (LIW) in favor of western-sourced water masses (WIW). This hydrological change as well as those occurring in Mediterranean Sea since the last glacial period was not associated with strong modifications of εNd values in Alboran and Balearic Sea, suggesting a stability of Nd isotopic signature of MOW over the time. This has highlighted, from an εNd record obtained on cold water corals in the Gulf of Cadiz, an enhanced contribution of more radiogenic AAIW and therefore a stronger northward penetration in North Atlantic at times of reduced AMOC linked to iceberg discharges from Northern Hemisphere ice sheets.

Les milieux côtiers subissent de fortes pressions dues aux activités anthropiques. Ces pressions vont parfois impacter les écosystèmes benthiques. En Europe, des réglementations internationales, telle que la Directive Cadre sur l’Eau (DCE), ont vu le jour. La DCE a fixé un cadre pour obtenir le retour et le maintien d’un bon état écologique pour les masses d’eau côtières, jusqu’à un mile de la côte. Pour vérifier si ce bon état écologique est atteint, des outils de mesure adaptés et performants sont nécessaires. L’utilisation d’indices biotiques basés sur les faunes de foraminifères benthiques est un des moyens pour mesurer l’état des écosystèmes. Ces indices basés sur les faunes de foraminifères sont en pleine expansion, notamment en Méditerranée. En termes de méthodologie, nous avons pu améliorer une technique de concentration des foraminifères benthiques par séparation par densité, qui accélère le traitement des échantillons. L’indice TSI-Med a la particularité d’apporter une correction pour l’état trophique naturel, c’est-à-dire le taux d’enrichissement naturel en matière organique, sur la base de la granulométrie du sédiment. Nos données suggèrent néanmoins que cette correction est encore insuffisante. Nous avons également comparé plusieurs indices biotiques basés sur les faunes de foraminifères benthiques le long des côtes méditerranéennes françaises. Les indices basés sur la diversité, notamment l’exp(H’bc), ne sont pas adaptés à notre zone d’étude oligotrophe. Les indices basés sur les groupes écologiques d’espèces que nous avons testés (TSI-Med, Foram-AMBI et FSI) sont plutôt bien corrélés. Le principal facteur qui va induire des différences entre ces indices est la liste d’assignation écologique des espèces. Trop d’espèces n’ont pas encore été assignées et l’assignation de plusieurs espèces majeures est problématique. Néanmoins, nous avons montré que ces indices sont efficaces à détecter l’impact d’un enrichissement en matière organique diffus et/ou provenant de source ponctuelle, telle que les rejets de stations d’épuration (côte israélienne). Pour perfectionner ces indices, des efforts de caractérisation écologique des espèces doivent être poursuivis. / Coastal environments suffer from anthropogenic activities. Various types of pressure can have large impacts on benthic ecosystems. In Europe, international regulations, such as the Water Framework Directive (WFD), have been implemented. The WFD aims to attain and sustain a good ecological status for all coastal waters, up to one mile from the coast. To verify whether this good status has been reached, adapted and efficient measuring tools are needed. The use of biotic indices based on foraminiferal faunas are a mean to assess the ecosystem status. The use of indices based on foraminiferal faunas rapidly increases, especially in the Mediterranean. In terms of methodology, we were able to improve a method to concentrate benthic foraminifera by density separation, which accelerates the sample treatment. The TSI-Med index includes a correction to take into account the natural trophic state, i.e., the natural enrichment rate in organic matter, on the basis of sediment grain size. However, our data suggest that the applied correction is still insufficient. We also compared several biotic indices based on benthic foraminiferal faunas along the French Mediterranean coast. Indices based on diversity, such as the exp(H’bc), are not suited for our oligotrophic study area. The results of three tested indices based on ecological groups (TSI-Med, Foram-AMBI, FSI) are well correlated. The main factor inducing differences between the indices is the list of ecological assignments for the various species. In general, too many species have not yet been assigned to ecological categories and the assignment of several major species is problematic. Nevertheless, we show that the indices are already efficient in detecting the impact of diffusive organic matter enrichment or enrichment from point sources, such as sewage outlets (Israelian coast). To further perfection the foraminiferal indices, the efforts of ecological assignments of species have to be continued