L’objectif de ma thèse est de mieux comprendre le fonctionnement de deux proxies de température de surface de l’océan (SST), les indices Uk’37 et TEX86, notamment en terme de saison et de profondeur de production des alcènones et des tétraéthers sur lesquels ils reposent, au cours des 160 000 dernières années au niveau de la marge ibérique. L’originalité de ce projet de thèse réside dans sa double approche, avec d’une part l’acquisition des enregistrements sédimentaires, et d’autre part l’utilisation d’un outil de modélisation régionale couplée physique-biogéochimie pour simuler ces proxies sous 3 modes climatiques : au présent, lors du dernier maximum glaciaire, et lors d’événements de Heinrich. La confrontation des résultats des biomarqueurs avec ceux de tests de scénarios de production par la modélisation ont conduit aux conclusions suivantes. L’Uk’37 enregistre bien des SSTs moyennes annuelles, alors que le TEX86 présente a priori des températures beaucoup trop élevées pour cette zone. La formulation d’une calibration régionale pour le TEX86 permet d’obtenir des SSTs moyennes annuelles cohérentes. Le meilleur endroit de la marge ibérique pour appliquer ces deux paléothermomètres est le site de Shackleton. Après analyse fine des timings des signaux multiproxies, le TEX86 semble être produit à des profondeurs intermédiaires, potentiellement par des communautés d’Archées d’origine méditerranéenne. Les variations de gradients thermiques latitudinaux ont été quantifiées, et des réorganisations de masses d’eaux de surface et intermédiaire au niveau de la marge ibérique ont été envisagées selon le climat glaciaire/interglaciaire lors des évènements de type Heinrich. / My PhD project aims at better understanding the functioning of both organic proxies of sea surface temperature (SST), Uk’37 and TEX86, especially in terms of season and depth of alkenone and tetraether production, over the last 160 000 years on the Iberian Margin. The originality of this project lies in its double approach: on the one hand, with the acquisition of Uk’37 and TEX86 sedimentary records from the Iberian Margin, and on the other hand with the use of a coupled physics-biogeochemistry regional model to simulate these temperature proxies for 3 climate modes: at present, during the last glacial maximum, and during Heinrich Stadials. The comparison of biomarker results with those from modeling tests of production scenarios provided the following conclusions. Uk’37 does record annual mean SSTs, whereas TEX86 shows a priori too high temperature for this area. The formulation of a regional calibration for TEX86 index enables to obtain coherent past annual mean SSTs. The best location to apply both paleothermometers on the Iberian Margin is the Shackleton site. After refined analysis of multiproxy signal timings, TEX86 production seems to take place at intermediate depth, potentially by archaean communities coming from the Mediterranean Sea. Latitudinal thermal gradient variations are quantified, and glacial/interglacial surface and intermediate water masses reorganizations during 'Heinrich like' events are considered.

Les alcénones sont largement utilisées comme proxys pour estimer des températures d’eaux de surface océanique ou des pressions partielles de CO2 (pCO2) dans des périodes anciennes. Dans les océans actuels, ces cétones à longues chaînes carbonées sont essentiellement produites par les coccolithophoridés Emiliania huxleyi et Gephyrocapsa oceanica. Il existe toutefois un écart temporel important entre le premier enregistrement sédimentaire des alcénones au Crétacé (~120 Ma) et la première apparition des producteurs actuels (< 2 Ma). Il apparaît donc essentiel d’identifier les producteurs anciens d’alcénones afin d’assurer la fiabilité des proxys environnementaux basés sur ces biomarqueurs pour les périodes préquaternaires. Cette thèse présente trois cas d’étude correspondant à des périodes clés de l’évolution de la famille des Noëlaerhabdaceae, qui comprend les ancêtres cénozoïques des producteurs actuels d’alcénones. La comparaison entre le contenu en alcénones (distribution et concentrations) et les abondances relatives et absolues des différentes espèces de Noëlaerhabdaceae dans des sédiments marins datant de l’Eocène-Oligocène (35-31 Ma), del’Oligocène-Miocène (25-16 Ma) et du Pliocène supérieur (3,6-2,6 Ma) montre que,contrairement aux hypothèses précédentes, Reticulofenestra n’était pas le seul genre responsable de la production d’alcénones au Cénozoïque. Les résultats démontrent également qu’il est essentiel d’identifier avec précision les producteurs et la taille de leur cellule pour les estimations de pCO2. Au contraire, l’identification formelle des producteurs ne semble pas indispensable pour obtenir des estimations de températures cohérentes. / Alkenones have been widely used as proxies for the reconstruction of sea surface temperatures and of partial pressure of CO2 (pCO2) in ancient periods. In modern oceans, these long-chain ketones are mainly produced by the coccolithophores Emiliania huxleyi and Gephyrocapsa oceanica. However, there is a huge gap between the first record of alkenonesin the Cretaceous (~120 Ma) and the first occurrence of the modern alkenone producers (< 2Ma). Thus, it seems crucial to identify ancient alkenone producers to ensure the applicability of environmental proxies based on these biomarkers in pre-Quaternary sediments. In this PhD thesis, three case studies are considered corresponding to key periods in the evolution history of the Noelaerhabdaceae family, which includes the Cenozoic ancestors of modern alkenone producers. The comparison between alkenone contents (distribution and concentrations) andNoelaerhabdaceae species-specific relative and absolute abundances in marine sedimentsdating back to the Eocene-Oligocene (35-31 Ma), the Oligocene-Miocene (25-16 Ma) and thelate Pliocene (3.6-2.6 Ma) shows that, contrary to common assumptions, Reticulofenestra was not the only genus responsible for alkenone production during the Cenozoic. Results also underscore the importance of a careful identification of alkenone producers and of their cellsize for pCO2 reconstructions for pre-Quaternary periods. On the contrary, the identificationof producers does not seem essential to obtain consistent paleo-temperature estimates.