Les silex cérébroïdes sont des nodules calcaréo-siliceux zonés connus actuellement dans certains niveaux crétacés du Mont Ventoux, de la Montagne de Lure, du Diois, des Baronnies et du Vercors. Ils renferment en moyenne 54% de Si02, 44 % de CaC03 , un peu moins de 2 % d'argiles, de sulfures, de dolomite et de matière organique. Ils se sont formés par silicification rythmique et centrifuge d'un sédiment calcaire - intrabio micrite le plus souvent - à caractère réducteur, contenant en moyenne 11 % de Si02, 87% CaCO 3, 2 % d'argiles,de sulfures, de dolomite et de matière organique. Ils se sont développés à l'intérieur du sédiment, sans en perturber ni la texture, ni la structure, au tout début de la diagenèse (après le début de la formation de la pyrite, avant les recristallisations diagénétiques).

Cette thèse a pour objectif l'étude des roches de Costabonne, dans les Pyrénées Orientales. Nous nous intéressons à la formation des skarns et les décrivons d'un point de vue géométrique et minéralogique Nous présentons les résultats d'analyse isotopique d'échantillons prélevés soit dans la paragénèse de rétromorphose, soit dans l'encaissant afin d'étudier la phase "hydrothermale" des skarns. Pour le soufre, les analyses ont porté essentiellement la sphalérite, mais aussi sur la pyrite, la pyrrhotite, la molybdénite et la bismuthinite. Pour le carbone et l'oxygène, sur les carbonates (calcite et dolomie). Nous terminons cette étude par une comparaison avec d'autres skarns de la même région, et en particulier, les skarns à scheelite du site de Salau (Ariège) connu pour être une mine de tungstène et dans une moindre mesure ceux de Roc Jalère et de Lacourt situés eux aussi dans l'Ariège.

En complément des analyses de concentration et de spéciation, les analyses des isotopes stables du mercure par MC-ICP-MS sont à l’heure actuelle un outil majeur pour tracer les sources et les transformations de cet élément dans l’environnement. Cette thèse propose le développement de techniques de pré-concentrations couplées au MC-ICP-MS afin de réaliser des analyses isotopiques de mercure au niveau du ng.L-1 (Ultra-trace). La stratégie de pré-concentration en ligne va générer des signaux transitoires courts dont la gestion en MC-ICP-MS représente un réel défi. Afin d’y répondre, une méthode de traitement de données adaptée à ce type de signaux ainsi qu’une méthode de correction du phénomène de dérive isotopique ont été développées. Dans le but de déterminer des compositions isotopiques en mercure total à de faibles concentrations, le couplage d’une génération de vapeur froide, d’une double amalgamation sur or (CVG-DGA) et d’un MC-ICP-MS a été développé. Cette nouvelle technique donne des précisions externes de l’ordre de 0.20 à 0.30‰ (2SD) pour des concentrations en mercure de 5 ng.L-1 en solution. Cette thèse présente également une nouvelle méthode d’analyse isotopique par espèce chimique (CSIA) réalisée à l’aide du couplage d’une chromatographie en phase gazeuse équipée d’un injecteur PTV (GC-PTV) et d’un MC-ICP-MS. Celle-ci permet l’analyse isotopique de plusieurs espèces chimiques avec des précisions externes de l’ordre de 0.30 à 0.40‰ (2SD) pour des concentrations en mercure de 150 ng.L-1 dans des échantillons biologiques.Les développements analytiques de cette thèse ont permis de mesurer directement et de façon automatisée des compositions isotopiques de mercure à des niveaux d’ultra-trace (jusqu’à 5ng.L-1) tout en conservant des précisions compatibles avec les principales questions environnementales posées. Ceci va permettre d’analyser des compartiments environnementaux contenant de faibles quantités de mercure (eaux naturelles, planctons,…) et ouvre ainsi de nouvelles perspectives pour une meilleure compréhension du cycle bio-géochimique du mercure. / In addition to the quantitative and speciation analysis, the analysis of mercury stable isotopes by MC-ICP-MS are now a tool of choice to track sources and pathways of this element in the environment. This PhD thesis presents the development of hyphenation between pre-concentration techniques and MC-ICP-MS to measure isotopic composition of mercury at ng.L-1 levels (Ultra-trace). The on-line pre-concentration strategy will create short transient signals which represent a real challenge for MC-ICP-MS. In order to solve it, a data treatment strategy for this particular signals and a correction method for the isotopic drift were developed.The hyphenation between a cold vapor generation, a dual gold amalgamation (CVG-DGA) and a MC-ICP-MS was developed to determine total mercury isotopic composition. This new technique gives external precisions ranging from 0.20 to 0.30‰ (2SD) for Hg concentration in solution of 5 ng.L-1. This PhD thesis also reports a new method to perform mercury compound specific isotopic analysis (CSIA) using a gas chromatography fitted with a PTV injector (GC-PTV) coupled to the MC-ICP-MS. This allows the isotopic analysis of several species with external precisions ranging from 0.30 to 0.40‰ (2SD) for mercury concentration down to 150 ng.L-1 in biological samples.The analytical developments proposed in this PhD thesis allows to automatically and directly measure mercury isotopic compositions at ultra-trace levels (down to 5 ng.L-1) while keeping precision compatible with main environmental questions. This will allow to analyze environmental compartment containing very low amount of mercury (natural waters, planktons,…) and then open new perspectives for a better understanding of the bio-geochimical cycle of mercury.

Les poissons herbivores jouent un rôle écologique majeur face au phénomène de « coral-algal phase-shift », qui sévit depuis le début des années 80 dans les récifs coralliens de la Caraïbe. Dans cette étude, les habitudes alimentaires des principales espèces de poissons herbivores ont été étudiées afin de comprendre comment ces espèces utilisent et se partagent les ressources trophiques en milieu récifal et dans les herbiers. Les niches trophiques de ces espèces ont été décrites par deux méthodes complémentaires: les analyses des contenus des tractus digestifs et les analyses des isotopes stables du carbone C3C/ 12C) et de l'azoteCSN/ '4N). La qualité nutritionnelle des sources alimentaires a été évaluée par leurs concentrations de macronutriments (protéines, lipides, glucides solubles et insolubles) afin d'expliquer en partie le choix des ressources par les herbivores. Parmi les 14 espèces de poissons étudiées, appartenant aux familles des Pomacentridae, des Acanthuridae et des Scaridae, huit types de niches trophiques ont été décrits, indiquant une diversité fonctionnelle de ces espèces. Les niches trophiques décrites sont occupées par une ou plusieurs espèces, indépendamment de leur morphologie et de leurs affinités taxinomiques. Les résultats de cette étude suggèrent une complémentarité entre ces espèces, en terme d'utilisation des ressources, et soulèvent la question de leur conservation afin de préserver leur rôle écologique dans les écosystèmes côtiers de la Caraïbe. / Herbivorous fishes play a major ecological role against the « coral-algal phase-shift » phenomenon in the coral reefs of the Caribbean. In this study, the feeding patterns of the most important species of herbivorous fishes have been studied to understand how these species use and share the trophic resources on reefs and seagrass beds . Trophic niches of these species have been described by two complementary methods: the analyses oftheir digestive contents and the analyses of stable isotopes of carbon C3C/ J2C) and nitrogen (lsN/14N). The nutritional quality of the sources has been evaluated by their concentrations of macronutrients (proteins, lipids, soluble and insoluble carbohydrates) to explain partially the choice of resources by herbivorous fishes . Among the 14 studied species of herbivorous fishes (Pomacentridae, Acanthuridae and Scaridae), eight types of trophic niches have been described, indicating a functional diversity of these species . The trophic niches are occupied by one or several species, independently oftheir morphology or their taxonomie affinities. The results of this study suggest a complementarity among these species and raise the question of their conservation to preserve their ecological role on marine ecosystems of the Caribbean.

Cette étude s’intéresse aux variations de la composition isotopique du Mo des molybdénites (MoS2) afin de déterminer si un lien existe entre le type d’occurrence, les processus minéralisateurs, l’âge des occurrences et les variations observées pour le δMo. Une base de données (n=391) construite à partir d’analyses effectuées au cours de cette étude (n=198) et de donnée issue de la littérature (n=193) permet l’obtention de statistiques robustes sur la composition isotopique du Mo des MoS₂. Différents types d’occurrences ont été étudiés (granites, pegmatites, greisens, filons périgranitiques, porphyres, skarns, IOGC, veines polymétalliques et fentes alpines). Tous les δ98Mo ont été normalisés au NIST3134 (δ₉₈MoNIST(NIST) = 0‰). La répartition du δ₉₈MoNIST des MoS₂ tend à suivre une loi normale avec une moyenne de 0,04±1,04‰ (2σ). Les moyennes des δ₉₈MoNIST sont plus élevées pour les fentes alpines, les greisens et les veines périgranitiques que pour les skarns, granites et porphyres. Ces derniers types d’occurrences cristallisent à plus haute température que les précédents. Dans le cas des occurrences liées aux granites, le δ₉₈MoNIST des granites est plus faible que celui des pegmatites et que celui des veines périgranitiques. Ceci pourrait montrer une influence de la température sur le fractionnement isotopique du Mo. Des variations intra-occurrence ont aussi été mises en évidence. L’amplitude de ces variations ne dépend pas du type d’occurrence. Les δ₉₈MoNIST du skarn d’Azegour varient de 1,02‰. Le processus de fractionnement proposé est le fractionnement de Rayleigh lors de la cristallisation fractionnée. Des analyses isotopiques du Pb et du S montrent une forte contribution de la série volcano-sédimentaire encaissante. Les δ₉₈MoNIST de la pegmatite de Ploumanac’h varient très peu : 0,22‰. Les analyses isotopiques du S et du Pb montrent une forte contribution crustale dans la formation des magmas. / This study focuses on isotopic composition of molybdenite (MoS₂) in order to decipher possible links between occurrence type, mineralizing processes, ages and observed δMo variations. A data base (n=391) have been built thanks to data from this study and data from literature allowing to run solid statistics on Mo isotopic composition of MoS₂. Different occurrence types have been investigated (granite, pegmatite, greisens, perigranitic vein, porphyry deposit, skarn, IOCG, polymetallic epithermal vein and alpine-type fissure vein). All δ₉₈Mo have been normalized to NIST3134 (δ₉₈MoNIST(NIST) = 0‰). The distribution of all data is Gaussian with a mean value of 0.04±1.04‰ (2σ). δ₉₈MoNIST mean values are higher for alpine-type fissure vein, greisens and perigranitic vein than for skarn, granite and porphyry deposit. These last occurrence types crystallize at higher temperature. For granite-related occurrences, δ₉₈MoNIST of granite is lower than δ₉₈MoNIST of pegmatite and perigranitic vein. This suggests an influence of temperature on Mo isotopic fractionation. Intra-occurrence variations have been evidenced. The intra-occurrence variations are not depending of the occurrence type. δ₉₈MoNIST of the Azegour skarn vary on large range of 1.02‰. Rayleigh fractionation is proposed as principal fractionation process. S and Pb isotopic analyses suggest a contribution of hosting volcano-sedimentary series. δ₉₈MoNIST of Ploumanac’h pegmatite vary on a narrow range of 0.22‰. S and Pb isotopic analyses suggest a strong crustal contribution in magmas genesis.

Les lagunes côtières sont des écosystèmes semi-fermés à l'interface de la terre et des océans et sous l'influence de ces deux compartiments. De par ces caractéristiques, elles sont soumises à de fortes variations spatiales et saisonnières de leurs ressources trophiques. De par leur nature fermée et peu profonde, elles vont amplifier la force des processus qui conditionnent la disponibilité des ressources alimentaires et par conséquent l'écophysiologie des organismes benthiques qui composent les assemblages associés. Ce travail de thèse se propose de caractériser l'écophysiologie trophique de deux espèces de bivalves filtreurs (Nodipecten subnodosus et Spondylus crassisquama) au sein d'une lagune du Pacifique Nord-est (Basse Californie, Mexique). Une approche mufti-tissus et multi-traceurs (isotopes stables, acides gras, stérols et analyse isotopique sur acides gras) a été adoptée afin de pouvoir caractériser l'écologie trophique des espèces, mais aussi leurs régulations physiologiques face aux variations environnementales. Deux facteurs clés se sont révélés largement explicatifs de la variabilité spatio-temporelle observée dans le régime alimentaire : la période (hiver vs été) et la localisation dans la lagune par rapport à l'embouchure. L'importance des apports de phytoplancton océanique a été démontrée dans l'ensemble de la lagune, avec une contribution plus importante de diatomées océaniques notamment en période estivale pour les individus à proximité de l'embouchure. Par ailleurs, les bivalves en fond de lagune semblaient davantage dépendre de la matière organique locale, en particulier issue du recyclage bactérien, voire de la production des herbiers de phanérogames. Ces contrastes spatiaux se reflétaient également dans la composition des membranes cellulaires, mettant en évidence les interactions entre apports trophiques et régulations métaboliques des compositions en acides gras chez ces deux bivalves. Cette thèse présente une approche intégrée dédiée à la compréhension des variations spatiales et saisonnières des ressources trophiques d'un écosystème lagunaire, ainsi que leurs répercutions trophiques et physiologiques sur les assemblages benthiques. / Coastal lagoons are semi-enclosed ecosystems at the interface between land and ocean and under the influence of these two compartments. Owing to these characteristics these ecosystems are submitted to spatial and seasonal variations in their trophic resources. Because of their enclosed and shallow nature, lagoons amplify the intensity of processes conditioning the availability of food resources and consequently the ecophysiology of the benthic organisms which compose associated assemblages. This thesis aims to characterize the trophic ecophysiology of two species of suspension feeding bivalves (Nodipecten subnodosus and Spondylus crussisquomo) within a lagoon of Northeast Pacific (Baja California, Mexico). A mufti-tissue and multi-tracer approach (stable isotopes, fatty acids, sterols, and isotope analysis on fatty acids) was used in order to characterise the trophic ecology of both species, as well as their physiological regulations against environmental variations. Two key factors have been found to explain the observed spatio-temporal variability: the period (winter vs summer), and the location in the lagoon with respect to the distance from the mouth. The importance of oceanic phytoplankton inputs has been highlighted throughout the lagoon, with a greater contribution of oceanic diatoms particularly during the summer period for individuals near the mouth. Bivalves from the inner lagoon seemed more dependent of local organic matter, in particular resulting from bacterial recycling, or even from the production of eelgrass. These spatial contrasts were also reflected in the composition of cell membranes, highlighting the interactions between trophic contributions and metabolic regulation of fatty acid composition in both bivalves. This thesis presents an integrated approach to understand spatial and seasonal variations of the trophic resources of a lagoon ecosystem, as well as their trophic and physiological repercussions on benthic assemblages.

La compréhension des mécanismes de transport et de dégradation des pesticides émergents est primordiale pour prédire leur devenir dans l’environnement. Les zones humides peuvent intercepter des eaux de ruissellement ou des souterraines contaminées par les pesticides et les traiter par le biais de processus de rétention et de dégradation, encore peu connus. Dans une approche multi-échelles, trois zones humides recevant des eaux polluées par les pesticides ont été utilisées comme des « laboratoires naturels » pour étudier le devenir de pesticides couramment utilisés. Cette thèse souligne l’influence des conditions hydrologiques et redox sur la distribution des pesticides au sein des différents compartiments des zones humides ainsi que sur leur potentiel de dégradation. Alors que les études à grande échelle fournissent des informations intégratives sur la dissipation et la rétention des pesticides en lien avec le développement de la végétation, les études à petite échelle utilisant des techniques innovantes telles que les analyses isotopiques et énantiomériques permettent l’exploration des processus moléculaires de dégradation des pesticides. / A mechanistic understanding of transport and degradation processes of modern agricultural pesticides, including chiral pesticides, is critical for predicting their fate in the environment. In agricultural landscapes, wetlands can intercept pesticide-contaminated runoff or groundwater and improve water quality through various retention and degradation processes, which remain unknown. In a downscaling approach, three different wetlands receiving agricultural runoff were used as ‘natural laboratories’ to investigate the fate of widely used pesticides. Overall, our results showed that dynamics of hydrological and redox conditions largely influenced pesticide sorption mechanisms and their distribution over time within wetland compartments, thereby controlling degradation processes. While large-scale studies provide integrative information on pesticide dissipation and distribution patterns with respect to wetland functioning, small-scale investigations using novel methods such as isotope and enantiomer analyses characterize underlying molecular processes governing pesticide degradation.

Il y a deux millions d’années, les ancêtres d’Homo sapiens ont consommé de façon plus soutenue des protéines d’origine animale, ce qui leur a permis d’intégrer la guilde des carnivores, et ainsi marquer durablement le cours de leur histoire évolutive. L'ancienneté du phénomène étant associée à des limites matérielles, le contexte de la dispersion humaine dans l’ouest de la steppe à mammouth européenne, ainsi que la disponibilité des preuves archéologiques qui lui sont reliées, offre une occasion unique de se pencher sur cette étape importante de l’évolution des membres de la guilde des carnivores et des humains. La dispersion humaine, en tant qu’invasions biologiques, semble avoir mené à des impacts de nature maligne avec des conséquences qui ont affecté la diversité trophique, la compétition et les comportements des membres de la guilde, à la période culturelle associée au techno-complexe gravettien. Les méthodes d’analyses isotopiques ont aussi permis de mettre en lumière des informations permettant de participer à une meilleure compréhension du processus de transition Paléolithique moyen et supérieur et de mesurer l’influence des relations coévolutives intraguildes qui ont pu mener aux processus de domestication. / Two million years ago, the ancestors of Homo sapiens have increased their protein animal consumption, what it allowed them to join the guild of carnivores, and shaping a lasting way their evolution history. The antiquity of the phenomenon being associated with material limits, the context of human dispersal in the western European mammoth steppe, and the availability of archaeological evidence related to it, offers a unique opportunity to examine the evolution of carnivore guild members and humans. Human dispersal, as biological invasions, appears to have led to the impacts of a malignant nature with consequences that affected trophic diversity, competition, and behaviours of guild members, in the cultural period associated with the techno-complex Gravettian. The isotopic analysis methods have also used to highlight information allowing a better understanding of the Middle and Upper Palaeolithic transition process and to estimate the influence of intraguild coevolutionary relations which may have led to the domestication process.

La méiofaune joue un rôle important dans le fonctionnement des habitats benthiques à substrat meuble (ex. flux de matière) en relation avec sa production élevée, sa position trophique intermédiaire et les importants transferts d’énergie vers les niveaux trophiques supérieurs qui y sont lié. Les relations trophiques et les flux de matière organique liés à la méiofaune restent néanmoins mal connus ou peu pris en compte. Afin de mieux appréhender le rôle de la méiofaune, la structure des communautés et les relations trophiques entre les sources de nourriture et ces consommateurs ont été déterminées dans cinq habitats à substrat meuble (i.e., vasière nue, herbier, zone à sables) de la baie de Marennes-Oléron, France, et de la baie de Sylt-Rømø, Allemagne, en tenant compte des variations temporelles. Le peuplement de méiofaune s’est trouvé être dominé par les nématodes et les copépodes benthiques. Les biomasses de microphytobenthos et de matière organique du sédiment sont apparues comme étant deux facteurs structurants pour les communautés. L’utilisation combinée de différents traceurs de la matière (i.e., isotopes stables, acides gras) a démontré que le microphytobenthos et les bactéries étaient les ressources trophiques majeures de la méiofaune dans les cinq habitats étudiés. Les mesures réalisées sur la structure des communautés et les données issues des traceurs de la matière ont été implémentées dans des modèles de réseaux trophiques. Dans tous les habitats, ces modèles ont mis en évidence que le flux de carbone dominant était issu du microphytobenthos, ceci démontrant les très faibles changements de comportements alimentaires malgré les importantes différences de sources trophiques en termes de disponibilité et de production des sources de nourriture entre ces différents habitats. Tous les groupes trophiques de nématodes, à l’exception des déposivores sélectifs, étaient particulièrement sélectifs et s’alimentaient majoritairement à partir de microphytobenthos, ceci étant à l’origine d’une forte production et d’un court temps de renouvellement de la méiofaune. En conclusion, cette thèse démontre le rôle important de la méiofaune dans les habitats à substrat meuble ainsi que l’importance de la relation trophique entre le microphytobenthos et la méiofaune dans le fonctionnement de ces réseaux trophiques. / Meiofauna play an important role in ecosystem processes in soft-bottom benthic habitats, e.g. food web dynamics, related to their highproduction, their intermediate trophic position and the energy they transfer towards higher trophic levels. The trophic linkages and flows of organic matter related to the meiofauna remain poorly known or taken into account. To better assess the role of meiofauna, the community structure and trophic relationships between food sources and meiofauna were determined in five intertidal soft-bottom habitats (i.e., mudflat, seagrass bed, sandflat) of the Marennes-Oléron Bay, France, and the Sylt-Rømø Bight, Germany, taking temporal variations into account. Meiofauna communities were dominated by nematodes and benthic copepods. Biomass of microphytobenthos and of sediment organic matter were two of the major drivers of community structure. The combination of trophic markers (i.e., stable isotopes, fatty acids) demonstrated that microphytobenthos and bacteria were the major food sources of meiofauna in the five habitats. Information from community structure assessments and trophic marker analyses were implemented in food web models. In all habitats, these models demonstrated that the main flow of carbon to meiofauna originated from microphytobenthos, highlighting negligible changes in meiofauna feeding behavior besides the large differences in availability and productivity of food sources between these habitats. All trophic groups of nematodes, except for selective deposit feeding nematodes, were highly selective and mainly fed on microphytobenthos, resulting in a high production and a short turn-over time of meiofauna. In conclusion, this thesis demonstrated the important role of meiofauna in soft-bottom habitats as well as the importance of the trophic pathway from microphytobenthos to meiofauna in the functioning of these food webs.