Si le phénomène bullaire reste le primum movens à l’origine de l’obstruction vasculaire lors de la décompression, les plaquettes sanguines jouent un rôle déterminant dans la physiopathologie de l’accident de décompression (ADD). L’objectif de ces travaux était d’étudier les mécanismes à l’origine de cette agrégation plaquettaire induit par le phénomène bullaire. La première étape a permis de valider un modèle animal d’ADD chez le rat et de confirmer que le degré d’agrégation constituait un indice fiable de sévérité de l’ADD. La seconde a eu pour but d’étudier différents marqueurs spécifiques de l’activation plaquettaire. La troisième étape a étudié les effets de différents anti-agrégants plaquettaires administrés avant l’exposition. Les résultats confirment que le clopidogrel, un inhibiteur spécifique des récepteurs à l’ADP, a un effet protecteur sur le risque de survenue et la sévérité des ADD en réduisant l’importance de l’agrégation plaquettaire. Ces résultats sont en faveur d’un mécanisme d’agrégation ADP-dépendant conséquence des interactions entre les plaquettes et les bulles circulantes. La génération de thrombine, un autre puissant agoniste plaquettaire, interviendrait dans la genèse d’un état pro-thrombotique loco-régional conséquence des lésions induites par le passage des bulles au contact de l’endothélium vasculaire. Enfin, les résultats montrent le rôle joué par les micro-particules dans la diffusion à distance de cet état pro-thrombotique. Des études à venir devront confirmer l’intérêt d’une utilisation du clopidogrel dans le traitement de l’ADD ainsi que le rôle de l’oxyde nitric, de la prostacycline PGI2 et du shear-stress dans l’effet protecteur des vibrations et de l’exercice physique sur le risque de survenue de l’ADD en réduisant l’agrégation plaquettaire et en optimisant la cinétique d’élimination des bulles circulantes. / If bubble-induced mechanical obstruction of vessels is the central event during decompression, blood platelets play a key role in the pathogenesis of decompression sickness (DCS). But bubble-induced platelet aggregation (BIPA) mechanisms are unknown. In a previous study, we highlighted a post-dive decrease in platelet count in divers. The aims of this study was therefore to validate an experimental model of DCD in rat to clarify relationship between blood platelet and bubble formation, investigate platelet activation by measuring different platelet markers, and to study the effects of different antithrombotic pre-treatments. First, the results clearly indicate that clopidogrel, a powerful ADP-inhibitor, has a protective effect on decompression risk improving significantly DCS outcome and reducing DCS severity. The results point to the predominant involvement of the ADP release in the BIPA mechanism. Second, we showed the participation of thrombin generation, a powerful platelet agonist, in the thrombotic event. If local BIPA seems to be the direct consequence of bubble-blood component interactions in vascular bed, the regional thrombotic event could be the consequence of bubble-induced vessel wall injury with a key role played by micro-particles in the general extend. Further human studies should be aimed at demonstrating that clopidogrel can offer a benefit as an adjuvant in DCS treatment and the role played by nitric oxyd and prostacyclin in the protective effect of vibrations and physical exercise on DCS risk reducing bubble-induced platelet aggregation

Les récifs coralliens représentent l'un des écosystèmes les plus riches de la Terre en termes de biodiversité et ils sont essentiels à l'équilibre de notre planète. Ils apportent des bénéfices incalculables à l'homme mais ils sont très fragiles et ils subissent des perturbations importantes provenant principalement des activités humaines. Une des activités qui affecte les récifs coralliens est le tourisme, particulièrement la plongée touristique. Tenant compte de ce fait, le rôle des instructeurs de plongée qui accompagnent les touristes dans leurs «randonnées» marines apparaît comme un des moyens de contribuer à diminuer cet impact. C'est une des perspectives envisagées à l'île de Cayo Coco, Cuba, une destination touristique privilégiée pour ses écosystèmes marins et plus particulièrement pour ses récifs coralliens exceptionnels. Sur cette île, les acteurs concernés par l'organisation des activités touristiques ont identifié le besoin d'enrichir la formation des instructeurs de plongée sous-marine de manière à assurer auprès des touristes des interventions qui visent à promouvoir des valeurs environnementales afin de protéger les récifs. Pour contribuer à répondre à ce besoin, cette recherche, abordée selon la méthodologie de la recherche-développement, s'est proposée d'enrichir le programme existant de formation à la plongée touristique par le développement d'une proposition de programme de formation des instructeurs de plongée qui intègre l'éducation relative à l'environnement. La proposition favorise l'appropriation du programme par son expérimentation par les instructeurs dans leur pratique quotidienne et leur familiarisation avec la nouvelle dimension d'éducation relative à l'environnement. Elle valorise leur rôle et leur responsabilité face à leur milieu de travail non seulement en tant qu'agent touristique mais aussi comme agent promoteur d'une éthique environnementale. Cette recherche intègre, entre autres, une description de l'étal de la situation, une cueillette de données auprès des acteurs concernés, des rencontres avec un comité consultatif pour l'élaboration d'une proposition de programme de formation et une validation de cette proposition. Cette recherche a été développée dans le cadre d'un partenariat entre l'Université du Québec à Montréal (UQAM), le «Centro de lnvestigaciones de Ecosistemas Costeros» (CIEC), les centres de plongée Blue Diving et Coco Diving de Cayo Coco, l'école d'hôtellerie et du tourisme «Joaquín de Agüero Agüero» de la province de Ciego de Avila (FORMATUR), le Ministère des sciences, technologies et environnement (CITMA) et le Ministère du Tourisme (MINTUR). ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Biodiversité, Écotourisme, Éducation, Environnement, Programme de formation, Protection de l'environnement, Éthique environnementale, Plongée sous-marine, Récifs coralliens.

L'étude des mouvements et du comportement de plongée des prédateurs marins en relation avec les caractéristiques biotiques et abiotiques de l'environnement permet d'apporter des indications précieuses sur les stratégies comportementales innées et/ou qu'ils ont développé afin de maximiser l'acquisition des proies dans un environnement donné. Le phoque de Weddell est le seul mammifère marin vivant toute l'année dans la banquise permanente. Bien que son comportement ait été bien étudié en été lorsque les individus se reproduisent et muent sur la glace de mer, nous ne savons presque rien de leur l'écologie hivernale. Cependant, l'hiver est une période cruciale dans le cycle de vie des phoques de Weddell durant laquelle ils passent 80% de leur temps à chasser sous la glace afin de stocker l'énergie nécessaire pour la saison de reproduction suivante. Grâce à l'utilisation de données télémétriques, l'objectif principal de cette thèse était d'améliorer notre compréhension des stratégies de recherche alimentaire adoptées par les phoques de Weddell pendant l'hiver dans deux régions de l'Antarctique de l'Est (Dumont D'Urville et Davis). Tout d'abord, nous avons développé deux méthodes permettant d'identifier et de quantifier l'effort de recherche alimentaire au sein de la plongée, pour des données de plongée haute et basse résolutions. Ces indices de l'effort de recherche alimentaire ont été ensuite utilisés afin d'étudier l'influence de plusieurs paramètres clés de l'environnement (topographie, intensité lumineuse, glace de mer, masses d'eau) sur le comportement de recherche alimentaire des phoques de Weddell. / Studying the movement patterns and diving behaviour of top predators in relation with biotic and abiotic environmental features can provide valuable insights in the behavioural tactics they have evolved and/or learned to maximize prey acquisition in a given environment. The Weddell seal is the only marine mammal inhabiting the coastal fast-ice area year-round. While its behaviour has been well studied in summer when individuals are breeding or moulting on the sea-ice, virtually nothing is known about their winter ecology. However, winter is a crucial period in Weddell seals life cycle during which they spend 80% of their time diving under the ice to store the energy needed for the following breeding season. Using telemetric data, the main aim of this thesis was to improve our understanding of the foraging strategies adopted by Weddell seals during winter in two locations of East Antarctica (Dumont D’Urville and Davis). First, we developed two methods to identify and quantify within dive foraging effort from both high and low-resolution dive datasets. Then, these foraging metrics were used to investigate the influence of several key abiotic parameters of the Antarctic environment (topography, light intensity, sea-ice, water masses) on Weddell seals’ foraging behaviour.

Des épisodes à Dinophysis affectent périodiquement l'exploitation des fruits de mer dans le Bassin d'Arcachon. Le réseau de surveillance interne au Bassin d'Arcachon montre que Dinophysis est advecté de l'océan ouvert. Le but de cette étude est de déterminer l'origine de Dinophysis. Des campagnes en mer sur le plateau continental Aquitain ont permis d'identifier une zone propice au développement de Dinophysis au large de Capbreton. Les épisodes à Dinophysis dans le bassin d'Arcachon se produisent suite à des vents d'Ouest qui induisent des courants vers le Sud d'après la littérature. L'étude des données hydrodynamiques acquises pendant les campagnes met en évidence un processus complexe et nouveau suite aux vents d'Ouest: de forts courants le long de la côte vers le Nord capables de transporter Dinophysis de Capbreton jusqu'au Bassin d'Arcachon. Un travail de modélisation a permis de reproduire ce courant et d'étudier son mécanisme particulier lié coin Sud-Est du Golfe de Gascogne. / Abstract

Ce projet a pour objectif de développer un nouveau système solaire gonflable et portable qui facilitera les sports aquatiques en eau froide sur la période avril-octobre de l'année. En permettant la nage et le bronzage, ce projet peut bonifier considérablement le tourisme sur les côtes marines et sur les lacs. Le bateau solaire est muni de panneaux photovoltaïques. L'énergie ainsi recueillie dans la batterie marine joue un rôle dans la propulsion à l'aide du moteur électrique et dans le système de pompage, qui achemine de l'eau chaude à l'intérieur de l' habit hermétique pour nager en eau froide. Sur cet habit ont eu lieu des tests de performance validés par la comparaison des résultats expérimentaux avec les calculs théoriques.

L’exposition hyperbare induit des risques sanitaires, en particulier d’accidents de décompression (ADD), dont la probabilité dépend de multiples facteurs, tant externes qu’individuels. Parmi ceux-ci, l’altération de la barrière alvéolo-capillaire est peu ou pas étudiée. Nous avons donc cherché à identifier les effets d’une altération pulmonaire caractérisée par une diminution de la capacité de diffusion alvéolo-capillaire du monoxyde de carbone (DLCO) sur le risque d’ADD. Après un bilan d’aptitude préalable, chaque volontaire a été évalué avant et après la plongée.15 plongeurs professionnels civils répartis en 2 groupes en fonction de leur DLCO, normale (Contrôle) ou diminuée (DLCO), ont réalisé une plongée standardisée à 20 mètres pendant 40 minutes dans le bassin d’eau de mer d’IFREMER. Nous avons mesuré le score de bulles intravasculaires (VGE), la réponse microcirculatoire par débitmétrie laser doppler et les concentrations de différents paramètres biologiques en particulier l’aldostéronémie. Même en l’absence de survenue d’ADD, tous les plongeurs produisent des VGE. Le groupe DLCO est caractérisé par un pic de VGE plus tardif (60 minutes vs 30 minutes) et une tendance à des scores plus importants (Grade IV : 17% vs 11%). Par ailleurs, l’hypoaldostéronémie n’est observée que dans le groupe contrôle (-30.4±24.6%), pas dans le groupe DLCO (+14.8±34.7%). En dehors d’une diminution du risque thrombotique chez tous les plongeurs, les autres paramètres mesurés sont inchangés. Ces résultats évoquent une augmentation du risque d’ADD devant être confirmée par d’autres études. / Hyperbaric exposure leads to a risk of decompression sickness (DCS). The likelihood of DCS depends on multiple factors, external as well as individual. Among them, the alteration of the blood-air barrier has been poorly studied.Therefore, we measured the effect of pulmonary impairment characterized by a decreased diffusing lung capacity of carbon monoxide (DLCO) on the risk of DCS.15 professional divers were splited into 2 groups according to their DLCO, normal (control) or decreased (DLCO), and enrolled after an initial full “fit-to-dive” clinical check-up. They made a standardized 20 meters/40 minutes SCUBA dive in a sea water pool (IFREMER) Vascular Gas Emboli (VGE) score, micro-circulatory response, inflammatory biomarkers, thrombotic factors, and aldosteron rate were measured pre- and post-dive. Although no DCS occurred, all the divers showed VGE after diving. Compared to the control group, we observed in the DLCO group an increased latency to the VGE peak (60 vs 30 minutes) and a tendency for higher VGE scores (Grade IV: 17% vs 11%). A significant decrease (-30.4±24.6%) of aldosteron rate was observed in control and not in the DLCO group (+14.8±34.7%). Most of the biological parameters and microvascular response remained unchanged while all divers had a lowered post-dive thrombotic risk.These results imply that divers with a decreased DLCO might be exposed to an increased DCS risk.Further studies are required to confirm the implication and significance of pulmonary impairment in DCS.

L'objectif général de notre travail de thèse a été d'évaluer le rapport bénéfice/risque cardiovasculaire de l'exercice immergé. L'exercice immergé est contraignant pour le système cardiovasculaire. Il est potentiellement responsable d'une majoration de la perméabilité et/ou du gradient de pression de la barrière alvéolo-capillaire. Cet effet passe par le biais d'un accroissement des charges cardiaque et respiratoire, une sécrétion de peptides natriurétiques et une hémodilution. L'exposition au froid, la consommation d'anti-inflammatoires non stéroïdiens et la réalisation d'un exercice de forte intensité majorent le risque de survenue d'un oedème pulmonaire d'immersion. L'exercice immergé a également des effets bénéfiques. La pratique d'un sport aquatique aurait le même effet anti-hypertenseur que les activités réalisées en ambiance sèche. Par ailleurs, des différences de sollicitation endothéliale pourraient exister, en fonction des modalités d'exercice ou de la position du sujet. L'exercice immergé pourrait être plus efficace sur la perte de poids et le contrôle des facteurs de risque cardiovasculaires métaboliques, par le biais des sécrétions endocrines qu'il induit. Enfin, le réchauffement cutané associé à l'immersion dans une eau thermiquement neutre semble cardio-protecteur. / The aim of our PhD was to hold up the knowledge about risks and benefits of immersed exercise.Immersed exercise is a stress for cardiovascular system. It may result in an increase in permeability and/or pressure gradient, at the level of alveolar-capillary membrane. These effects result from an increase in cardiac and respiratory load, a natriuretic peptide secretion, and hemodilution. Exposure to cold, non-steroïdal anti-inflammatory drugs, and high intensity exercise increase the risk of a pulmonary oedema of immersion occurrence. Immersed exercise also have beneficial effects. Our observatsion suggest that immersed exercise have the hypotensive effects as ambient air exercise. Differences in endothelial stimulation may exist, depending on exercise modalities. Immersed exercise may even be more efficient on weight loss and cardiovascular risk factors control than ambient air exercise, through alterations in endocrine secretions. At the end, the global warming of the skin related to immersion in thermoneutral water appears to be cardio-protective.

Le plongeur subit de nombreuses contraintes issues du milieu dans lequel il évolue. La narcose à l’azote par ses effets sur la performance cognitive en fait partie. Elle est impliquée dans de nombreux accidents de plongée sous-marine. Il est donc nécessaire de développer un outil fiable pour évaluer la performance cognitive sous l’eau de manière quantitative, reproductible et indépendante de la subjectivité du plongeur. Ensuite, après validation de cet outil (fréquence critique de fusion du scintillement - CFFF) préciser le rôle des facteurs modulateurs de la narcose en particulier celui de l’oxygène. Nos investigations sont réalisées chez des volontaires sains sélectionnés spécifiquement pour obtenir une population homogène (genre, âge, BMI, condition physique et expérience en plongée). L’analyse de la performance cérébrale est réalisée au moyen de tests psychométriques, d’échelles visuelles analogique et de la CFFF dans différentes conditions (normobarie, plongées simulées et réelles à 30 mètres de profondeur pendant 20 minutes) et avec différents gaz (air et Nitrox 40%). L’effet propre de l’oxygène est appréhendé par l’utilisation de la spectroscopie proche de l’infrarouge (NIRS).Nos mesures confirment d’une part la dégradation progressive de la performance cognitive tant par les tests psychométriques que par la CFFF avec un bon degré de corrélation (Pearson de 0,86 à 0,93) entre eux et d’autre part l’incapacité du plongeur à s’auto- évaluer. L’évolution de la performance cognitive est caractérisée par une amélioration lors de l’arrivée en profondeur d’autant plus marquée que la quantité d’oxygène dans le mélange respiré est importante, suivie par une dégradation qui persiste au moins jusqu’à 30 minutes après le retour en surface, surtout en respiration d’air. L’utilisation de l’imagerie fonctionnelle cérébrale (NIRS) permet d’associer l’amélioration des performances cognitives à une activation cérébrale dépendante de l’oxygène. L’oxygène semble donc être un élément important de la modulation des symptômes de la narcose à l’azote. De manière très cohérente avec la théorie neurochimique de la narcose nous suggérons que l’effet net sur la performance cérébrale dépend d’une balance entre les effets activateurs de l’oxygène et les effets inhibiteurs de l’azote. / During a dive subjects undergo many environmental stressors. Nitrogen narcosis through its effects on cognitive performance is one of them. Narcosis is indeed involved in many scuba diving accidents. It is therefore mandatory to develop a quantitative, reliable, reproducible tool to evaluate underwater diver’s cognitive performance. This tool should not be dependent on diver’s subjectivity. Once this tool (critical flicker fusion frequency - CFFF) is validated, we could then clarify the role of narcosis modulating factors in particular that of oxygen.Our investigations were performed in healthy volunteers specifically selected in a large group of recreational diver to obtain a standard population (gender, age, BMI, fitness and experience in diving). Cerebral performance analysis is carried out using psychometric tests, visual analogic scale and CFFF in different conditions (normobaria, simulated and open-water dives to a depth of 30 meters of fresh or salt water for 20 minutes) and with different gases (air and EANx 40%). The specific effect of oxygen is apprehended by use of near infrared spectroscopy (NIRS).On one hand, our measurements confirm the gradual deterioration of cognitive performance by both psychometric tests and CFFF, which share a good degree of correlation (Pearson from 0.86 to 0.93) and on the other hand diver’s inability to assess themselves.The evolution of cognitive performance is characterized by an improvement when arriving at depth followed by a progressive impairment that persists for at least 30 minutes after surfacing.The more oxygen in the breathing mixture, the better improvement in the early part of the dive and the less impairment in the following measurements are observed. Brain functional imaging (NIRS) allows us to pair the observed cognitive performance improvement with oxygen-dependent brain activation.It seems that Oxygen is an important modulator of the symptoms of nitrogen narcosis. In accordance with the neurochemical theory of narcosis we suggest that the net effect on cerebral performance depends on a balance between the activating effects of oxygen and the inhibitory effects of nitrogen.

En raison des changements climatiques actuels, il est primordial de comprendre comment les écosystèmes vont réagir et tout particulièrement comment les chaînes trophiques vont être impactées. Pour cela, le comportement des oiseaux marins peut être utilisé comme des indicateurs des changements se déroulant au sein de l’écosystème. Cependant, un des défis actuels dans l’étude du comportement animal est d’identifier comment la structure temporelle du comportement est dépendante des conditions intrinsèques et extrinsèques et comment la complexité de cette organisation comportementale évolue sur un gradient allant de la stochasticité au déterminisme en fonction des changements environnementaux. Ma thèse a donc pour objectif d’étudier si un comportement complexe est adapté pour faire face à une perturbation du système chez les oiseaux marins et plus particulièrement chez deux espèces de manchots étant exposées à des changements environnementaux. / Due to ongoing climate change, it is necessary to understand how ecosystems will react and more particularly, how species may cope with the challenges of living in unstable systems. Seabirds’ behavior provides a way to monitor changes occurring in the marine environment, but identifying how the temporal structure and complexity of behavior depend on intrinsic and extrinsic parameters are underexplored topics in the field of animal behavior. My thesis aims to investigate if behavioral organization, through a gradient of stochasticity-determinism complexity, allows little and adélie penguins to buffer changes in the environment under a fractal analysis approach.

Ce travail constitue un regard, une tentative de compréhension des représentations et expériences vécues par les voyageurs backpackers en ce début de XXIe siècle. Pour en arriver à comprendre ce que cela implique pour les voyageurs, j'en étudie une petite communauté faite de plongeurs de l'île d'Utila au Honduras. Analysant cette communauté sous divers angles - le lien social, les représentations identitaires personnelles des voyageurs, en particulier —j'expose les composantes cognitives de la notion identitaire de « Citoyen du monde », identité revendiquée par plusieurs backpackers et qui semble représenter, en quelque sorte, une élite pour ces voyageurs. Cet objectif sera atteint par l'analyse de plusieurs aspects de la petite société qu'ils forment, basée sur une étude de terrain de trois mois ainsi que sur les résultats de 19 entrevues semi-dirigées de voyageurs backpackers. L'étude propose une description de la composition symbolique et catégorielle des discours de ces touristes ainsi que quelques réflexions sur leurs implications dans l'émergence d'une composante identitaire cosmopolite chez ce type de touristes.