Les symbioses ont un role majeur dans le fonctionnement et l'equilibre des ecosystemes. Dans les oceans, qui couvrent pres de 70 % de la surface de la planete, vivent une multitude d'organismes incapables de lutter contre les courants et la plupart sont microscopiques, il s'agit du plancton. Les organismes du plancton, comme ceux d'autres ecosystemes, entretiennent des symbioses, mais la nature et l'ampleur de ces interactions sont encore mal connues dans le plancton du fait la petite taille de ces organismes et de la difficulte d'echantillonnage des ecosystemes planctoniques, surtout dans les zones les plus eloignees des cotes. Les principaux objectifs de cette these sont de donner un apercu global de la place occupee par ces symbioses dans le plancton et de proposer des methodes originales permettant leur detection. Les travaux presentes dans ce manuscrit s'appuient sur l'analyse des donnees generees lors de l'expedition Tara Oceans (2009-2013) pendant laquelle 210 stations oceaniques ont ete echantillonnees a travers le monde. Ils concernent plus precisement le jeu de donnees environnemental obtenu grace au sequencage a haut debit (Illumina) de la region hypervariable V9 (130 nucleotides) de la sousunite 18S de l'ADN ribosomique des organismes eucaryotes (metabarcoding). Dans un premier temps, un etat des lieux de la diversite et de la structure des communautes du pico-nano-micro-mesoplancton (0,8-2000 μm) eucaryote de la zone photique des oceans temperes a tropicaux est realise. Il met en evidence la place importante occupee par les symbiotes au sein de ces communautes. Ensuite, l'etude de deux cas de symbiose (Blastodinium- Copepodes et Symbiodinium-Tiarina) montre les difficultes inherentes a la detection de couples symbiotiques a partir d’un jeu de donnees issue d'etudes par metabarcoding du plancton (flexibilite de la specificite des symbioses dans le plancton), mais aussi la possibilite de distinguer les differentes phases de vie des symbiotes (libres et symbiotiques) lorsque les echantillons etudies ont ete fractionnes. Enfin, un ensemble de methodes est propose afin d'ameliorer l'efficacite de la detection de symbioses dans le cadre d'etudes par reseau de cooccurrences des communautes planctoniques. L'analyse de la distribution des metabarcodes le long des fractions de taille (piconano- (0.8-5 μm), nano- (5-20 μm), micro- (20-180 μm), et meso-plancton (180-2000 μm)) permet de differencier ceux provenant d'organismes symbiotiques de ceux d'organismes libres, sans a priori. De plus la comparaison de l'abondance de groupes genetiques definis a differents niveaux de resolution permet de detecter des associations symbiotiques peu specifiques et d'apprecier leur niveau de specificite. / The oceans, which cover nearly 70 % of the earth's surface, is host to a myriad of mostly microscopic organisms that drift with the currents and are collectively called plankton. As in other ecosystems, symbioses play a major role in the functioning and equilibrium of the plankton. But the exact nature and strength of those symbiotic interactions are still poorly known, not only due to the small size of most planktonic organisms, but also because of the inherent difficulty of sampling planktonic ecosystems, especially in the high-seas. The main goals of this thesis are to give a global view of the importance of planktonic symbioses and to propose novel methods for their detection. The work presented in this manuscript is based on analyses of data generated during the Tara Oceans expedition (2009-2013), during which sea water was collected and size fractionated by filtration at 210 sampling locations distributed across the world's oceans. The data analyses presented herein mostly focus on an environmental metabarcoding dataset obtained from next-generation sequencing (Illumina) of the V9 hypervariable region (~130 nucleotides long) of the 18S small ribosomal subunit of eukaryotic organisms. We begin by assessing the diversity and structure of pico-, nano-, micro and meso-planktonic eukaryotic communities (0.8-2000 μm) in the photic zone of tropical to temperate sea regions. Then, we present two cases of symbioses (Blastodinium-Copepods and Symbiodinium-Tiarina) to illustrate both the difficulties encountered when trying to detect symbiotic relationships using metabarcoding data due to varying specificities of symbiotic relationships, but also the potential solutions offered by size-fractionated sampling to distinguish between the different stages of the life cycle of symbiotic organisms (free living and symbiotic stages). Finally, we propose a set of methods to improve the detection of symbioses by studying the co-occurrence of organisms in planktonic communities: we use the distribution of metabarcodes along size fractions ((piconano- (0.8-5 μm), nano- (5-20 μm), micro- (20-180 μm), and meso-plancton (180-2000 μm)) to distinguish likely free living organisms from those that have a symbiotic life style, and we compare the abundance of genetic groups constructed by clustering metabarcodes at different resolution levels, which allows us to detect interactions occurring above the species level and to evaluate their level of specificity.

L’importance des compartiments microbiens dans le fonctionnement trophique et biogéochimique des écosystèmes marins a amené à nous poser les objectifs suivants : caractérisation des virus, des bactéries et des flagellés et de leurs interactions dans le bassin de Marennes Oléron. Différentes approches ont été suivies : 1) une approche in situ avec des suivis mensuels (2006 et 2007) a permis de caractériser les dynamiques des compartiments microbiens et situer leur place dans le fonctionnement général du bassin en comparaison avec celui d’Arcachon. La succession des modes de fonctionnement trophique suggère l’importance du réseau microbien dans ces bassins. A Marennes, spatialement homogène, le lien établi entre le bactérioplancton et le virioplancton varie selon une échelle interannuelle et saisonnière modulé par un lien ponctuel entre les virus avec le phytoplancton. 2) une approche in vitro a permis de cibler les processus régissant les dynamiques des virus, des flagellés et de bactéries ainsi que leurs interactions. Les impacts de la bactériolyse virale et de la bactérivorie ont été étudiés suivant différents facteurs de variabilité : périodes trophiques, pression de prédation et influence d’apports benthiques. De manière générale, la composition des communautés bactériennes, par la sensibilité de certains groupes, est influencée par la lyse virale et la bactérivorie. La production bactérienne, elle, varie suivant le mode trophique, stimulée en période de type herbivore par la présence des flagellés alors qu’en période de multivorie ils entrainent une perte d’au moins 16% de la production quotidienne. Enfin, la remise en suspension du biofilm benthique lors d’une phase de marée tend à stimuler l’activité globale de la boucle microbienne. / Planktonic microbial compartments are important in the trophic and biogeochemical functioning of marine ecosystems. This assessment brought us to place these objectives: characterization of virus, bacteria and flagellate compartments and their interactions in Marennes-Oléron Bay (France). Two different approaches have been followed: 1) In situ annual surveys were performed in 2006 and 2007 in order to characterize microbial compartments dynamics and to place them within the bay functioning, compared to Arcachon Bay. The succession of trophic models implied the importance of the microbial food web in both bays. In Marennes Oléron Bay, spatially homogeneous, large inter annual and inter seasonal variations are observed considering the strength of the common link between virioplankton and bacterioplankton. These variations are related to the occurrence of an occasional interaction of phytoplankton. 2) In vitro experiments allow to focus on the processes controlling the dynamics of viruses, flagellates and bacteria and their interactions. The impacts of viral bacteriolysis and flagellate bacterivory are assessed considering environmental variability factors: trophic models, predation pressure and influence of benthic contribution. The bacterial community composition is always influenced by viral lysis and bacterivory due to the sensitivity of bacterial groups. However, bacterial cellular production evolves differently with a stimulation by flagellates during herbivorous food web while bacterivory induces daily production loss of 16% during multivorous food web. Finally, the resuspension of benthic organic components during tide phase tends to increase the microbial loop activity.

Los organismos zooplanctónicos tienen un rol central en la transferencia de la materia orgánica dentro de las redes tróficas marinas y constituyen indicadores útiles para evaluar el estado ecológico de un ambiente. La determinación de las interacciones tróficas brinda información importante para conocer el funcionamiento de un sistema. Las técnicas moleculares tales como el análisis de ácidos grasos permiten dilucidar relaciones alimentarias e identificar el origen de la materia orgánica en un ambiente complejo como el acuático. El enriquecimiento en nutrientes y en materia orgánica causado por la descarga de desechos urbanos e industriales es un fenómeno creciente a lo largo de las costas. El estuario de Bahía Blanca, localizado al sur de la provincia de Buenos Aires, es un sistema somero, turbio y eutrófico formado por canales, planicies de marea e islas cubiertas con vegetación halófila. La costa norte recibe los efluentes de importantes centros urbanos e industriales. La comunidad del mesozooplancton, el comportamiento trófico y la composición de ácidos grasos del plancton fueron estudiados en relación con el impacto de una de las principales descargas cloacales sin tratamiento previo de la ciudad de Bahía Blanca en dos períodos climáticos contrastantes. Los sitios estudiados fueron Canal Vieja, receptor de la descarga cloacal y localizado en la costa norte del estuario y Bahía del Medio, canal de marea ubicado en la zona interna-media del estuario. La influencia de la descarga cloacal en el ambiente estuarino se reflejó principalmente en el contenido alto de nutrientes nitrogenados y fosfatados disueltos por encima de los valores de enriquecimiento natural. Valores menores de oxígeno disuelto y de pH en relación con el sitio control, fueron registrados en el sitio receptor de la descarga cloacal. Aunque este disturbio no pareció ser determinante en la estructura de la comunidad mesozooplanctónica, en el comportamiento trófico o en la composición de ácidos grasos, se determinaron ciertas variaciones. En el sitio control fue observado el patrón mesozooplanctónico típico y también el consumo sobre las tres fuentes de alimento evaluadas (fitoplancton, microzooplancton y detrito). El análisis de los ácidos grasos proporcionó información relevante para un mejor conocimiento de la trama trófica estuarina. Confirmó el origen diverso del contenido orgánico del material particulado del estuario indicando una contribución pronunciada del componente detrítico proveniente de las marismas. Evidenció la alta disponibilidad de las diatomeas en la comunidad microplanctónica por encima del componente heterotrófico y ratificó que la omnivoría es un comportamiento trófico natural del mesozooplancton del estuario mostrando asimismo, el importante rol que el detrito y los aportes terrígenos desempeñan en la dieta del mesozooplancton en este sistema estuarino. La influencia de la descarga cloacal y de los ambientes circundantes a la misma (polo petroquímico, arroyo Napostá Grande) se reflejó en Canal Vieja por el mayor aporte al material particulado en suspensión de bacterias y material alóctono como restos de cereales y por ácidos grasos típicos de protozoos que indicarían el desarrollo de ciertas especies en este sitio. El enfoque experimental y el análisis de los ácidos grasos son herramientas valiosas y útiles para el estudio de las relaciones tróficas y la determinación de aportes alóctonos y autóctonos en este sistema estuarino altamente dinámico. / Zooplankton organisms play a central role in the transfer of organic matter in marine food webs and are useful indicators for assessing the ecological status of an environment. Trophic interactions provide important information to understand an ecosystem functioning. Molecular techniques such as fatty acid analysis allow to determine feeding relationships and to identify the organic matter source in a complex environment as the aquatic. Enrichment in nutrients and organic matter caused by urban and industrial waste is a growing phenomenon along coasts. The Bahía Blanca Estuary, located in the south of Buenos Aires province, is a shallow, turbid and eutrophic system formed by channels, tidal flats and islands covered by halophytic vegetation. Its north coast receives wastewater of the major urban and industrial centers. The mesozooplankton community, its trophic behavior and the fatty acid composition of the plankton were studied in relation to the impact of one of the main untreated sewage from the Bahía Blanca city in two contrasting climatic periods. The sampling sites were Canal Vieja, which receives sewage discharge and is located on the north shore of the inner estuary, and Bahía del Medio, a tidal channel located in the inner-middle estuary. The influence of sewage in the estuarine environment was mainly reflected in higher content of dissolved nitrogen and phosphate nutrients above natural enrichment values. Lower values of dissolved oxygen and pH were also recorded in the sewage impacted site. Although sewage seemed not to be a decisive disturbance factor in the mesozooplanktonic community structure, the trophic behavior or the fatty acid composition, certain variations were determined. The typical mesozooplanktonic pattern and grazing on the evaluated food sources (phytoplankton, microzooplankton and detritus) was mainly observed at the control site. The fatty acid analysis provided relevant information to a better understanding of the estuarine food web. Fatty acid analysis confirmed the multiple origin of the organic content of particulate matter indicating the pronounced detrital contribution from the marshes. It showed the high availability of diatoms in the microplankton community above the heterotrophic component. It confirmed that omnivory is a natural feeding behavior of estuarine mesozooplankton also showing the important role detritus and terrigenous contributions play in the mesozooplankton diet in this estuarine system. The impact of sewage discharge and the influence of the surrounding environment (petrochemical pole, Napostá Grande stream) were reflected at Canal Vieja by greater contribution to suspended particulate matter of bacteria and allochthonous material such as cereal debris, and typical protozoan fatty acids that would indicate the development of certain species at this site. The experimental approach and the analysis of fatty acids are valuable and useful tools for the study of trophic relationships and the assessment of allochthonous and autochthonous contributions in this highly dynamic estuarine system.

Les dinoflagellés forment un groupe complexe de protistes avec une grande diversité de morphologies, physiologies, et cycles de vies qui leur confèrent une forte capacité d'adaptation à l'ensemble des milieux (marins et dulçaquicoles) et habitats (pélagiques et benthiques) aquatiques rendant difficile l¿étude de leur diversité et de leur écologie. L'objectif de cette thèse a été la recherche de patrons globaux de biodiversité et de structuration des communautés de dinoflagellés pélagiques marins à l'échelle planétaire. Un protocole d'échantillonnage morphogénétique, couvrant la totalité de leur spectre de taille et une partie importante de leurs variabilités spatio-temporelles, a été développé (Tara-Oceans). Divers outils d'acquisition automatique à haut débit des données ont été testés. La diversité, l'abondance relative et la distribution géographique des espèces du genre Neoceratium ont été évaluées en mer Méditerranée par FlowCAM. Une étude de la structuration de la biodiversité a été réalisée par metabarcoding de l¿ADNr 18S (fragment V9). La construction d'une base de séquences ADNr de référence (DinR2) a permis l¿assignation taxonomique des metabarcodes environnementaux. L¿approche par metabarcode révèle une diversité remarquable et insoupçonnée des pico-dinoflagellés (<5µm) et que, indépendamment de l'écosystème étudié et de la période d'échantillonnage, l¿abondance des différents ordres dépend essentiellement de la taille (pico-, nano-, micro-, et meso-plancton). La structuration des communautés de dinoflagellés de différentes fractions de tailles de la zone photique a été confrontée à certains facteurs environnementaux ouvrant des pistes de recherche prometteuses / Dinoflagellates form a complex group of protists with a variety of morphologies, physiologies, and life cycles that give them a strong adaptation to all aquatic environments (marine and freshwater) and habitats (pelagic and benthic) making difficult to study their diversity and ecology. The objective of this thesis was the search for global biodiversity patterns and community structure of marine pelagic dinoflagellates across the world?s oceans. A morphogenetic sampling protocol, covering the entire spectrum of their size and an important part of their spatio-temporal variability, was developed (Tara-Oceans). Various tools for an automatic acquisition broadband data were tested. Diversity, relative abundance and geographical distribution of the genus Neoceratium were evaluated by FlowCAM in Mediterranean Sea. A study of the structure of biodiversity was conducted by metabarcoding with 18S rDNA (V9 fragment). Building a base of rDNA reference sequences (DinR2) allowed the taxonomic assignment of environmental metabarcodes. The metabarcode approach reveals a remarkable and unexpected diversity of pico-dinoflagellates (<5?m) and, regardless of the studied ecosystem and the sampling period, that abundance of different levels mainly depends to the size fractions (pico-, nano-, micro- and meso- plankton). Structuring of dinoflagellates communities in different size fractions of the photic zone was facing to some environmental factors and opens promising avenues for research

La comunidad del fitoplancton y su variabilidad espacial y temporal de la ensenada Mackellar-bahía Almirantazgo, Antártida, en los veranos australes 2008, 2010, 2012 y 2013. Se hicieron muestreos en 11 estaciones a tres profundidades. Las diatomeas fueron sometidas a un tratamiento oxidativo de la materia orgánica para una mejor observación de las estructuras y ornamentación de las valvas. El análisis semicuantitativo se realizó de acuerdo a una escala relativa de abundancia y el análisis cuantitativo se realizó aplicando la metodología de Uthermöhl. La composición total del fitoplancton en la columna de agua incluyó 68 taxones de diatomeas, 14 taxones de dinoflagelados, 3 especies de nanoflagelados (< 20 µm) fue evidente: en el verano 2008 la abundancia del fitoplancton estuvo dominada por diatomeas (57%) destacando Pseudonitzschia grupo delicatissima (24%), Fragilariopsis sp. (9%), Thalassiosira antárctica (8%), Pseudonitzschia grupo seriata (5%) y Fragilariopsis cylindrus (5%). En el verano 2010 y 2012 el grupo de los nanoflagelados fue el más abundante, con 87% y 86%, respectivamente. Para el verano 2013 la abundancia del fitoplancton estuvo dominada por diatomeas (59%) como Thalassiosira delicatula (36%), Pseudonitzschia grupo delicatissima (9%), Porosira glacialis (6%) y el dinoflagelado Gymnodinium sp. (19%). La comunidad fitoplanctónica mostró una dominancia de diatomeas en términos del número de taxa. La diversidad del fitoplancton fue baja (< 1.97 bits⋅célula-1 ) en todos los veranos. La agrupación de las comunidades fitoplanctónicas mediante dendogramas a diferentes niveles de la columna de agua, formaron un grupo principal, con similitud mayor a 50%, evidencia una homogeneidad de la estructura comunitaria. Para evaluar la variación temporal con el analisis de ordenamiento nMDS se evidencia un % de similaridad mayor al 57% dada por la abundancia y la composición de especies de diatomeas y nanoflagelados que difieren de un verano a otro. Factores fisicoquímicos como salinidad, temperatura y pH juegan un papel importante en las comunidades fitoplanctónicas, la disminución de la salinidad en superficie (33.99 UPS-ANTAR XX), el aumento de temperatura superficial (1.62ºC-ANTAR XX) y aumento de pH (9.80-ANTAR XXI) observado en la Antártida. / Tesis

Determina la preservación de la diversidad y distribución del fitoplancton silíceo en los sedimentos superficiales del margen continental frente al Perú y Ecuador. Analiza 110 muestras de columna de agua y sedimento superficial de 29 estaciones de muestreo ubicadas entre 13 y 100mn de distancia a costa y de 59 hasta 2607m de profundidad distribuidas latitudinalmente frente a un perfil paralelo al margen continental desde la línea ecuatorial (Ecuador) hasta mar afuera de Punta San Fernando, Ica (Perú) durante la primavera del 2008. Identifica un total de 48 especies de fitoplancton silíceo, siendo las diatomeas las más abundantes (45 especies). En la columna de agua se determina que la disolución relativa del fitoplancton se produce a los 50m de profundidad. Existe una moderada a buena preservación de especies en los sedimentos, en mayor proporción de diatomeas más robustas tales como Thalassionema nitzschioides var nitzschioides (35,2%), Thalassionema nitzschioides var parva (9,9%) Cyclotella striata (5%) y esporas de Chaetoceros sp. (5,8%). Entre las especies de fitoplancton silíceo también se preservaron silicoflagelados como Dictyocha fibula, y Octactis octonaria. Las especies fitoplanctónicas silíceas muestran una distribución típica propia de las masas de agua que participan dentro del área de estudio. / Tesis

L'étude de l'écologie des bactéries, du phytoplancton et du zooplancton est d'intérêt majeur puisque ces organismes constituent la base du réseau trophique. En milieux côtiers, ces communautés planctoniques sont soumises à des apports anthropiques susceptibles de modifier leur écologie. C'est dans cette problématique que se situe ce travail de thèse. Un suivi annuel (avec un pas d'échantillonnage bimensuel) ainsi que nycthéméral, des bactéries, du phytoplancton et du zooplancton a été effectué dans deux écosystèmes différemment influencés par les apports anthropiques, la Petite Rade et la Grande Rade de Toulon (France, Méditerranée occidentale). Durant le cycle annuel, les concentrations de cuivre, plomb et cadmium ont également été dosées dans l'eau, la matière particulaire en suspension, les bactéries, le phytoplancton et le zooplancton. Il en a résulté que l'écologie planctonique était principalement influencée par les facteurs météorologiques, les deux rades démontrant une écologie différente du fait de leur géomorphologie. La Petite Rade a notamment mis en évidence une densité planctonique supérieure et une diversité inférieure à celles de la Grande Rade. Concernant les métaux, l'étude in situ a permis de mettre en évidence des concentrations métalliques plus importantes dans la Petite Rade que dans la Grande Rade, quel que soit le compartiment étudié. Il a été également montré que certains facteurs tels que la densité, la composition taxonomique et le milieu dans lequel évoluent les communautés planctoniques, avaient une influence sur l'évolution des concentrations métalliques dans les communautés planctoniques. Les bactéries et le phytoplancton ont démontré des capacités d'accumulation des métaux, en particulier pour le cuivre et le plomb, très importantes. En revanche, le zooplancton semble constituer une rupture dans la bioaccumulation des métaux dans le réseau trophique. Enfin, le rôle prépondérant de la matière particulaire en suspension dans le piégeage des métaux a été confirmé, démontrant de ce fait la nécessité de travailler sur des échantillons planctoniques purs pour avoir une bonne estimation des concentrations métalliques dans les différents compartiments planctoniques

Notre travail a consisté en un suivi mensuel de l'évolution des concentrations du phosphore inorganique, organique hydrolysable, oxydable dans la petite rade et la grande rade de Toulon. L'activité des phosphatases responsables des conversions du phosphore organique en phosphore inorganique a été mesurée en parallèle. Les concentrations en phosphore inorganique sont toujours très basses (70-80 nM) en particulier en période estivale. Elles fluctuent beaucoup d'avril à septembre et sont plus stables pendant le reste de l'année. La fraction hydrolysable, représente en moyenne 17 à 22 % du phosphore total dont 4 % correspondent à la fraction hydrolysable par la phosphatase. Ces concentrations évoluent de la même manière que celle des formes inorganiques. L'activité phosphatasique dissoute ne représente 10 à 35% en moyenne de l'activité totale. Elle inclut des composantes à forte et à faible affinités, l'activité à faible affinité étant toujours plus élevée que l'activité à forte affinité. Dans les deux sites, les activités à faible affinité présentent des maxima qui coïncident avec ceux des abondances phytoplanctoniques. L'activité particulaire est responsable de près de 60 % de l'activité totale. Elle comporte également des composantes à forte et faible affinités. L'activité à forte affinité serait externe et son pH optimal est proche de celui de l'eau de mer, alors que l'activité à faible affinité serait interne et son pH optimal est supérieur à 9. L'activité particulaire à forte affinité est particulièrement élevée pour la plus petite classe de taille (0,45-1 µm) alors que l'activité à faible affinité est plus élevée pour la plus grande classe (>90µm). Cette activité intracellulaire est plusieurs centaines de fois plus élevés chez les larves de cirripèdes que chez les autres espèces. L'activité phosphatasique à forte affinité est toujours basse quand les concentrations en orthophosphate sont élevées. En revanche, elle augmente souvent quand ces concentrations diminuent. Lorsque ce n'est pas le cas, les concentrations en phosphore organique hydrolysable étaient élevées. L'ensemble de ces données permet de mieux comprendre le mode de régulation de l'activité phosphatasique par les composés phosphorés et de conclure que la mesure de sa composante à forte affinité peut être considérée comme le meilleur indicateur du stress phosphoré dans la rade de Toulon.

Le but de ce travail est l'étude de processus à mésoéchelle de la mer Ligure. L'étude concerne les tourbillons et leur effet sur les variables biogéochimiques liées au plancton. Le modèle implémenté pour les simulations est ROMS, Regional Ocean Modeling System (Shchepetkin and McWilliams, 2005). La simulation à haute résolution du courant Ligure-Provençal-Catalan dans la Mer Ligure a révélé la présence d'instabilités qui induit la formation de structures tourbillonnaires. Ces tourbillons sont particulièrement intenses lorsque le forçage du vent provient d'un modèle météorologique à haute résolution spatiale et temporelle. Au contraire, l'utilisation de vents climatologiques à basse résolution comme forçage, induit des structures à mésoéchelle moins intenses et moins nombreuses. Les simulations forcées avec des vents réels permettent la formation d'intenses tourbillons anticycloniques entre le courant Ligure-Provençal et la côte. Ces tourbillons se déplacent lentement avec le courant. L'augmentation de la résolution permet de faire apparaître de petites structures tourbillonnaires autour du vortex principal. Les tourbillons observés sont associés à des structures de vitesse verticale complexes. La simulation montre d'importantes vitesses verticales positives (upwelling) près de la côte qui peuvent induire la remontée de masses d'eaux riches en nutriments, et des vitesses verticales négatives au centre du tourbillon. Les vitesses verticales augmentent avec la résolution de la simulation et peuvent atteindre des valeurs de l'ordre de la dizaine de mètres par jour. L'augmentation de la résolution permet de résoudre plus en détail la distribution du champ de vitesse et on observe ainsi des structures complexes de vitesses positives et négatives que s'alternent en correspondance d'un tourbillon. Pour ce qui concerne les vitesses horizontales, la résolution n'a pas un effet significatif sur leur intensité et distribution. Cela signifie que le processus est suffisamment bien résolu dans la simulation à plus basse résolution. Les vitesses verticales associées V au tourbillon peuvent avoir un rôle significatif pour la dynamique de l'écosystème marin de la Mer Ligure. Ces structures peuvent apporter en surface des masses d'eaux riches en nutriments qui peuvent mettre en route la chaîne trophique liée à la production primaire. Tous les vivants sont liés directement ou indirectement à cette production. Pour étudier l'impact des structures à mésoéchelle sur les variables biologiques nous avons appliqué un module biogéochimique couplé au modèle hydrodynamique. Les résultats mettent en évidence la complexité du comportement des variables biogéochimiques en présence des structures dynamiques, ainsi que leur variabilité en fonction du type de tourbillons (cyclonique ou anticyclonique). Les tourbillonnes cycloniques représentent essentiellement des zones de croissance de biomasse. Les tourbillonnes anticycloniques représentent aussi des zones d'accumulation de biomasse mais aussi des zones de croissance de biomasse due à la remontée d'eaux riches en nutriment au bord du tourbillon. Les résultats du travail de thèse et décrits dans ce document, montrent l'importance des processus à la mesoéchelle, l'impact de tourbillons sur la production biologique et la nécessité d'adopter une résolution spatiotemporelle suffisamment haute pour le modèle océanique et pour les forçages atmosphériques.

Les dinoflagellés forment un groupe complexe de protistes avec une grande diversité de morphologies, physiologies, et cycles de vies qui leur confèrent une forte capacité d'adaptation à l'ensemble des milieux (marins et dulçaquicoles) et habitats (pélagiques et benthiques) aquatiques rendant difficile l¿étude de leur diversité et de leur écologie. L'objectif de cette thèse a été la recherche de patrons globaux de biodiversité et de structuration des communautés de dinoflagellés pélagiques marins à l'échelle planétaire. Un protocole d'échantillonnage morphogénétique, couvrant la totalité de leur spectre de taille et une partie importante de leurs variabilités spatio-temporelles, a été développé (Tara-Oceans). Divers outils d'acquisition automatique à haut débit des données ont été testés. La diversité, l'abondance relative et la distribution géographique des espèces du genre Neoceratium ont été évaluées en mer Méditerranée par FlowCAM. Une étude de la structuration de la biodiversité a été réalisée par metabarcoding de l¿ADNr 18S (fragment V9). La construction d'une base de séquences ADNr de référence (DinR2) a permis l¿assignation taxonomique des metabarcodes environnementaux. L¿approche par metabarcode révèle une diversité remarquable et insoupçonnée des pico-dinoflagellés (<5µm) et que, indépendamment de l'écosystème étudié et de la période d'échantillonnage, l¿abondance des différents ordres dépend essentiellement de la taille (pico-, nano-, micro-, et meso-plancton). La structuration des communautés de dinoflagellés de différentes fractions de tailles de la zone photique a été confrontée à certains facteurs environnementaux ouvrant des pistes de recherche prometteuses