L’évaluation de l’effet cytotoxique de différents jus de fruits naturellement riches en polyphénols vis-à-vis de quatre lignées de cancer colorectal a montré que le jus de la canneberge est particulièrement actif. En effet, les polyphénols de la canneberge induisent l’apoptose associée à une surexpression des deux facteurs de transcription pro-apoptotiques p73 et FOXO3a. Cette mort programmée est aussi associée à une diminution de l’expression de SIRT1 le déacétylateur de protéines non histone telles que p73, KU70, ou FOXO. D’autres événements précoces comme la production de ROS et les dommages à l’ADN connus pour réguler l’expression de SIRT1 ont été confirmés. Une deuxième étude avait pour objectif de valider le potentiel anticancéreux in vivo chez la souris Balb/C injectée de cellules d’adénocarcinome colique murin. Pour cela nous avons choisi le jus d’aronie noire qui a montré in vitro un profil de cytotoxicité intéressant. L’analyse des tumeurs a montré que l’administration de jus d’aronie entraine une réduction de la prolifération des cellules tumorales. Enfin, l’augmentation significative de la mobilité de LC3 suggère l’activation d’une mort cellulaire autophagique. Afin d’évaluer l’utilisation clinique des polyphénols, nous avons évalué les effets cytotoxiques des polyphénols de myrtille sur des lymphocytes, de patients atteints de LLC. Nos résultats montrent que l’extrait polyphénolique induit une apoptose dépendante du stress oxydant et impliquant aussi des protéines pro-apoptotiques dans des cellules de patients atteints de LLC mais pas dans les cellules de sujets sains. / The evaluation of the cytotoxic effect of different fruit juices, naturally rich in polyphenols, on four different colorectal cancer cell lines proved that cranberry juice was the most active. Indeed, cranberry polyphenols induce apoptosis associated with the overexpression of two important proapoptotic transcription factors, p73 and FOXO3a on one hand. Furthermore, it has been also correlated with a decrease in the expression of SIRT1, the deacetylase of several non-histone proteins such as p73, KU70 and FOXO. Other early events such as ROS production and DNA damage, which are known to regulate the expression of SIRT1 were confirmed. The second study aims at validating the potential anticancer effects in an in vivo model of colorectal cancer in BALB/c mice injected subcutaneously of murine colon adenocarcinoma cells. Accordingly, we chose the black chokeberry juice, which showed an interesting cytotoxic profile in vitro. The analysis of tumors demonstrated that the administration of chokeberry juice leads to a reduction in tumor cell proliferation. Finally, the significant increase in the mobility of LC3 suggests the activation of autophagic cell death. To validate the clinical use of polyphenols, we evaluated the cytotoxic effects of blueberry polyphenols on lymphocytes of CLL patients. Our results show that the polyphenolic extract induces an oxidative stress-dependent apoptosis that involve various pro-apoptotic proteins in cells of patients with CLL but not in healthy subjects.

Dans le cadre de la transition énergétique, le gouvernement Français prévoit la constructionde huit parcs éoliens en mer (offshore) le long des côtes Manche-Atlantique parmi lesquels le futurparc éolien au large de Courseulles-sur-mer. A ce jour, il n’existe pas d’étude globale et intégrée deseffets de la construction et de l’exploitation de ces parcs sur l’écosystème. L’innovation principale decette thèse a donc été de poser les bases d’une approche écosystémique des Energies MarinesRenouvelables (EMR) à travers l’exemple du futur parc éolien de Courseulles-sur-mer. Pour ce faire,une combinaison d’outils de modélisation a été utilisée afin de : 1) caractériser le fonctionnement etla structure de l’écosystème du site d’implantation du parc ; 2) tester des scénarios d’évolutionpossible du fonctionnement trophique du système. Ainsi, un modèle de réseau trophique et troisscénarios ont été construits afin d’analyser les conséquences de l’effet récif et réserve générées par leparc sur l’écosystème. Les indices de l’analyse des réseaux écologiques ainsi que d’autres indices telsque le niveau trophique moyen ont été analysés afin de caractériser le fonctionnement du système.Toutefois, conscient que cet écosystème est menacé par de multiples pressions, il estnécessaire de comprendre comment ces activités humaines vont interagir entre elles et quelles sontleurs conséquences sur l’écosystème dans un contexte de changements globaux. Ainsi, une visionglobale des impacts cumulés a également été développée grâce à un autre type de modélisation appelé'modélisation qualitative’ ou en ‘digraphe orienté’. Les résultats ont mis en évidence des changementsdans la structure et le fonctionnement de l’écosystème après la mise en place du parc éolien. Lesrésultats de ces modèles pourraient être utilisés dans la définition de mesures de suivi aprèsl’installation du parc et dans l’évaluation de la nécessité de mettre en place des mesures decompensation. Enfin, les modèles qualitatifs pourraient également servir d’outils de communicationavec le public et ainsi permettre une meilleure appropriation des projets EMR. / As part of the energy transition, the French government is planning the construction of eightOffshore Wind Farms (OWF) along the English Channel and Atlantic coasts including the Courseulles-sur-mer OWF. Until now, there is no holistic study on the OWF construction and operation effects onan ecosystem taken as a whole. This thesis is the first study to lay the foundations for an ecosystemapproach of Marine Renewable Energy (MRE) through the Courseulles-sur-mer OWF example. For thata combination of innovative modelling tools was applied to 1) characterise the ecosystem structureand functioning before the OWF construction; 2) simulate the impacts of this future OWF on theecosystem structure and functioning. A food-web model and three scenarios were constructed toinvestigate the “reef” and “reserve” effects induced by the OWF on the ecosystem. Ecological NetworkAnalysis indices, other ecosystem attributes and Mean Trophic Level were derived to investigate theecosystem health and state.However, being aware that this ecosystem is threatened by multiple perturbations, there is aneed to understand how human activities interact to influence ecosystem functioning in a long termclimate change context. Thus, a holistic view of cumulated impacts on the Courseulles-sur-mer’ecosystem through the use of an oriented signed digraph was also developed. Results highlighted acombination of significant changes in the food-web structure and ecosystem functioning. These resultscan play a vital role in both decision making by improving long term planning for the marineenvironment but also as tool for communication with the public and so contribute to a betteracceptability of MRE project.

Les systèmes côtiers, où le transport sédimentaire est perturbé par les aménagements côtiers sur la côte et l’avant côte, fournissent généralement d'excellents exemples permettant de mettre en lumière ces liens. Cela est faisable lorsque l’ensemble des données bathymétriques d’avant-côte, qui ne sont pas toujours disponibles, sont recueillies au fil du temps. La baie et la ville d'Agadir forment ensemble un des pôles de développement économique le plus important de la côte atlantique du Maroc. En utilisant une approche méthodologique basée sur la modélisation de la houle et des courants, le différentiel de levées topo-bathymétriques, la détermination de l’évolution du trait de côte et le suivi topographique de la zone intertidale, nous mettons en évidence les liens étroits entre les variations des petits fonds et la ligne du trait de côte. Ces liens impliquent à la fois les voies de transport cross-shore et longshore, les variations du budget sédimentaire et la détermination de cellules sédimentaires. Nous avons également suivi l’évolution morphologique de la zone intertidale de la baie en réponse à huit tempêtes qui ont lieu entre Janvier 2014 et Mars 2014. Les résultats obtenus par les simulations numériques montrent que les deux premières tempêtes sont responsables des changements morphologiques majeurs au niveau de la zone intertidale. / Coastal systems where sediment transport is perturbed by engineering interventions on the shoreline and shoreface commonly provide fine examples liable to throw light on these links. This is especially so where shoreface bathymetric datasets, which are generally lacking, are collected over time, enabling more or less fine resolution of the meso-scale coastal sediment budget. Agadir Bay and the city of Agadir together form one of the two most important economic development poles on the Atlantic coast of Morocco. Using a combined methodological approach based on wave–current modelling, bathymetric chart-differencing, determination of shoreline fluctuations, and beach topographic surveying, we highlight the close links between variations in the bed of the inner shoreface and the bay shoreline involving both cross-shore and longshore sand transport pathways, sediment budget variations and new sediment cell patterns. This work discusses also the morphological changes and evolution of Agadir Bay beach (Morocco) in response to eight storms between January 2014 and March 2014. A comparison is carried out of the evolution and variability of the beach in a sector of the bay protected by the commercial harbour of Agadir relative to a sector down drift of the harbour that is more exposed to waves, and changes affecting the beach following these storms are examined. Wave influence is evaluated using numerical simulations. The results show that despite being of relatively low intensity, the two first storm events, and especially storm 1, are responsible for major beach morphological changes.

Le Cénozoïque est marqué par une instabilité climatique et l’accélération des surrections continentales. Ces phénomènes engendrent une augmentation de la production sédimentaire, transférée par les fleuves vers le domaine marin profond. Les façades nord et ouest de l’océan Indien voient se mettre en place quatre des plus grands systèmes sédimentaires au monde : le Gange-Brahmapoutre, l’Indus, le Zambèze et le système tanzanien. Ce travail vise à comprendre les forçages agissant sur la sédimentation et l’architecture de deux des principaux systèmes turbiditiques de l’océan Indien (système tanzanien et du Gange-Brahmapoutre), pour ensuite les comparer avec leurs plus proches voisins (respectivement le Zambèze et l’Indus). Nos principaux résultats, basés sur une approche multiproxy dans les deux zones, mettent en évidence plusieurs points : (1) l’évolution tectono-sédimentaire de la marge tanzanienne au cours du Cénozoïque a mené au développement d’un système turbiditique majeur et atypique, dont la morphologie moderne atteste de l’importance de l’activité tectonique sur sa construction ; (2) le système du Gange-Brahmapoutre enregistre une activité sédimentaire polyphasée, en lien principalement avec les variations du niveau marin. Ce système est capable d’enregistrer les variations de nombreux forçages, influençant à la fois les bassins versants et le domaine marin. Le fonctionnement sédimentaire et l’architecture des systèmes turbiditiques ont révélé une grande diversité selon le contexte géodynamique et physiographique des façades étudiées. La nécessité d’intégrer l’ensemble des forçages (agissant depuis le bassin versant jusque dans le domaine marin profond) dans l’étude de l’activité sédimentaire d’un système turbiditique apparait essentielle de nos jours. / Cenozoic is marked by climatic instability and accelerating continental uplifts. Increasing sediment yield is generated, buffered and transferred by river to the deep sea. Four of the major turbidite systems in the world are located on the northern and the western margins of the Indian Ocean: the Ganges-Brahmaputra, the Indus, the Zambezi and the Tanzanian systems. This work aims to understand forcings affecting sedimentation and morphology of two main turbidite systems (Tanzanian system and Ganges-Brahmaputra system) and results have been compared with their nearest neighbors (respectively Zambezi and Indus). Based on a multiproxies approach in both area, our main results are as follows: (1) during Cenozoic, tectono-sedimentary evolution of the Tanzania margin led to the development of an atypical turbidite system wherein morphology attest of a strong structural control; (2) the Ganges-Brahmaputra system has a sedimentary activity mainly forced by sea level variations. This turbidite system records variations in many forcings impacting sedimentation from the catchment to the deep sea. Turbidite system activity and architecture revealed a strong variability mainly linked to the geodynamic and physiographic context of each studied margin. It appears necessary to integrate all forcings (affecting both the catchment and the deep sea) in the study and the understanding of sedimentary activity in a turbidite system.

La serpentinisation est un processus d’altération des roches ultramafiques entrainant la formation de fluides alcalins chauds, riches en dihydrogène et méthane. Elle fournit l'énergie et la matière pour soutenir des communautés microbiennes chimiosynthétiques mais crée des conditions extrêmes en termes de pH et de disponibilité limitée en accepteurs d’électrons. Ce travail porte sur l’étude des communautés procaryotiques du système hydrothermal serpentinisé côtier de la baie de Prony en Nouvelle-Calédonie. Il a permis de déterminer leur composition taxonomique, leur structure et leur diversité. Le « noyau stable » des communautés indigènes déterminé par des techniques moléculaires (DGGE, SSCP, séquençage de banques de clones) se compose de Methanosarcinales, Thaumarchaeota, Chloroflexi, Alpha-, Gamma-, Delta, Beta-proteobacteria et Firmicutes. Ces communautés sont alimentées par des réactions d’oxydoréduction impliquant l’hydrogène, le méthane et les composés soufrés. Elles sont caractérisées par une faible diversité archéenne composée principalement de Methanosarcinales utilisant ou produisant le méthane. Le séquençage haut-débit de l’ADNr 16S bactérien et archéen a permis de mettre en évidence la présence de très nombreux taxons rares, certains jouant potentiellement un rôle dans les cycles biogéochimiques de Prony. Une nouvelle espèce de bactérie fermentaire, Acetoanaerobium pronyense ST07-YE, appartenant aux Firmicutes a été isolée et caractérisée par une approche culturale. Cette bactérie pourrait jouer un rôle important dans le maintien de certaines populations microbiennes, comme les méthanogènes, dans l’écosystème par la production de composés comme l’acétate. / Serpentinization is an alteration process of ultramafic rocks resulting in hydrogen- and methane-rich alkaline hot fluids formation. Serpentinization can provide energy and matter to support chemosynthetic microbial communities but also creates extreme living conditions in terms of pH and limited availability of electron acceptors. This work consisted in the study of the microbial communities of the coastal serpentinized hydrothermal system of the Bay of Prony in New Caledonia. It allowed to determine the taxonomic composition, diversity and structure of prokaryotic communities. The "stable core" of indigenous communities identified by molecular methods (DGGE, SSCP, Sanger sequencing of clone libraries) consisted of Methanosarcinales, Thaumarchaeota, Chloroflexi, Alpha-, Gamma-, Delta, Beta-proteobacteria and Firmicutes. These communities are fueled by redox reactions involving hydrogen, methane and sulfur compounds. The low archaeal diversity is mainly composed of Methanosarcinales who are potential primary producers using or producing methane. High throughput sequencing of the bacterial and archaeal 16S rDNA highlighted numerous rare taxa. Some potentially play a role in the biogeochemical cycles of Prony. The fermentative Acetoanaerobium pronyense ST07-YE sp. nov., belonging to Firmicutes, was isolated and characterized by cultivation approach. This bacterium capable of acetate and other substrates production may play an important role in this ecosystem, especially in the maintenance methanogens.

Cette thèse porte sur l’étude de la dynamique du zooplancton de deux écosystèmes Méditerranéens, la Baie de Marseille (France) et le Canal de Bizerte (Tunisie). Le mésozooplancton de la Baie de Marseille a été prélevé à la station SOMLIT de mars 2009 à juillet 2011 et étudié à l’aide de deux méthodes d’analyse (la loupe binoculaire et le ZooScan). Les résultats obtenus nous ont permis de caractériser à la fois le stock (abondance et biomasse) et la structure (composition taxonomique et spectre de taille) de la communauté zooplanctonique. Une succession saisonnière de la structure de la communauté zooplanctonique a été observée, et qui est principalement commandée par la température et les blooms phytoplanctoniques. Les organismes de petites tailles ont dominé en abondance et en biomasse la communauté zooplanctonique. Une étude in situ de la dynamique de population et de la reproduction des copépodes Centropages typicus et Temora stylifera a été réalisée à cette même station SOMLIT. Une saisonnalité des taux de ponte des deux copépodes a été enregistrée, avec des minima au printemps et des maxima de la fin d’automne au début d’hiver.L’activité de reproduction des copépodes Centropages ponticus et Temora stylifera prélevés in situ à la station Canal de Bizerte, a été étudiée en automne, en 2006 et en 2010. Les taux de ponte et de viabilité des œufs ont été assez stables pour C. ponticus, alors qu'ils variaient fortement pour T. stylifera. Les variations des paramètres de reproduction des deux copépodes ont été associées à des variations de paramètres environnementaux, en particulier la turbidité et la composition phytoplanctonique. / This thesis focuses on the study of zooplankton dynamics in two Mediterranean ecosystems, the Bay of Marseille (France) and the Channel of Bizerte (Tunisia). The mesozooplankton of Marseille’s Bay was collected from SOMLIT station, from March 2009 to July 2011, and studied using two analytical methods (microscope and ZooScan). The results led us to a precise characterization of both stock (abundance and biomass) and structure (taxonomic composition and size spectrum) of the zooplankton community. A seasonal succession of the zooplankton community structure was observed, mainly controlled by the temperature and phytoplankton blooms. Planktons of small sizes have dominated in abundance and biomass the zooplankton community. An in situ study of population dynamics and reproduction of copepods Centropages typicus and Temora stylifera was made at the same station SOMLIT. A seasonal egg production of both copepods was recorded, with minima in spring and maxima from the late autumn to early winter.An in situ reproduction activity of the copepods Centropages ponticus and Temora stylifera was investigated in autumn 2006 and 2010 in the Bizerte Channel. Egg production and hatching success remained fairly stable for C. ponticus throughout the study period compared with T. stylifera in which reproductive traits fluctuated considerably. Changes in reproductive traits for both species resulted from environmental parameter variations, in particular the turbidity and the phytoplankton composition.

L'objectif de la thèse est d'évaluer l'impact de l'immersion des sédiments de dragage du Grand Port Maritime du Havre (GPMH) sur l'environnement faunistique et sédimentaire à proximité du site de clapage d'Octeville (baie de Seine Orientale), en proposant une démarche scientifique originale, apportant une vision intégrée par (1) l'utilisation de marqueurs géochimiques couplés à une étude sédimentaire (2) l'étude de la dynamique spatiale et temporelle de la macrofaune benthique en lien avec une expérimentation in situ (3) la mise en place d'un nouvel indicateur multicritères spécifique de la pression de clapage (4) l'étude de l'ensemble du réseau trophique via le développement d'un modèleECOPATH. D'une part, les résultats ont mis en évidence l'existence d'une zone à l'équilibre sédimentaire au nord-ouest, avec deux gradients opposés de COT, contrôlés par les courants de marée et de houle. De plus, il est possible d'identifier les sédiments portuaires grâce à leur composition chimique différente. La zone impactée par les clapages est relativement restreinte. D'autre part, la macrofaune benthique apparaît peu impactée par les clapages. La communauté est particulièrement bien inféodée à l'environnement bio-hydro-sédimentaire de la zone d'étude. Des variations d'abondances et de dominances ont été observées depuis 2003. De plus, le nouvel indicateur proposé permet de classer l'impact engendré par les dépôts de sédiments en mer. Le réseau trophique est actuellement stable sur la zone impactée comme sur celle non-impactée par le clapage. / The aim of this thesis is to assess the impact of dumping by Le Havre harbour on the faunistic and sedimentary environment near the Octeville dumping site (Eastern part of the bay of Seine). This thesis propose an original scientific approach, including an integrated view (1) by the use of geochemical markers coupled with a sedimentary study (2) a study of the spatial and temporal benthic macrofauna dynamics with an experimentation in situ (3) the creation of a new multicriteria specific indicator of the dumping pressure and (4) a study of the food web with the development of an ECOPATH model. On the one hand, the results showed the existence of a sedimentary equilibrium area in the north-west, with two opposite TOC gradients, controlled by tidal and swell. Harbour sediments can be identified by their different chemical compositions. The area impacted by the dumping is limited. On the other hand, the benthic macrofauna appears less impacted by the dumping. The community is adapted in the bio-hydro-sedimentary environment of the study area. Variations in abundance and dominance have been observed since 2003.In addition, a new indicator allows the classification of dumping impact. The food web is currently stable in both impacted and not impacted areas.

L'objectif principal de cette thèse est de restituer l'évolution passée des moussons asiatiques au cours du Quaternaire et d’en évaluer leurs impacts sur l’érosion continentale et les transferts sédimentaires terre-mer, à partir de l’étude de carottes marines collectées dans la Baie du Bengale, l'ouest de la mer des Philippines et la mer d'Arabie. La stratégie scientifique mise en œuvre implique des analyses minéralogiques (argiles), sédimentologiques (granulométrie laser) et géochimiques (⁸⁷Sr/⁸⁶Sr et εNd) afin de restituer les zones sources sédimentaires, les conditions d’érosion et de transfert sédimentaires à l’océan. Les analyses de la concentration en élément des terres rares et des valeurs de l’εNd ont également été faites sur des échantillons d’eau de mer et de foraminifères collectés dans la Baie du Bengale afin de contraindre l’utilisation de ce traceur dans un contexte de très forts changements saisonniers de débit des fleuves Himalayens. Cette stratégie nous a permis, entre autre, de restituer les précipitations de mousson du domaine ouest tropical Pacific au cours du Quaternaire et d’établir un lien avec l’évolution à long terme de la dynamique de circulation méridienne de type ENSO. Nous avons également apporté de nouvelles contraintes sur l’utilisation du traceur εNd dans les foraminifères de la Baie du Bengale en vue d’en restituer la dynamique passée de l’érosion himalayenne. / The main objective of this PhD study is to reconstruct the evolution of the Asian monsoons during the Quaternary and their impacts on the continental erosion and sedimentary transfers from land to sea by the investigation of sediments cores collected in the Northern Bay of Bengal, the western Philippines Sea and the Arabian Sea. The implemented scientific strategy involves mineralogical (clay size fraction), sedimentological (grain-size laser) and geochemical (⁸⁷Sr/⁸⁶Sr and εNd) analyses in order to establish sedimentary sources, conditions of erosion and transfer of sediments to the Ocean. The analyses of the concentration of Rare Earth Elements (REE) and εNd were also made on seawater and foraminifera samples to better constrain the εNd as a proxy of weathering in a context of strong seasonal variations of sediment discharges by Himalayan rivers. Clay mineralogy and laser grain-size analyses have been conducted on sediments from core MD06-3050 collected on the Benham Rise (Philippines Sea). Siliciclastic grain-size results indicate variations of the relative proportion of three grain-size sub-populations corresponding to eolian dusts (EM2 about 9-11 μm) and Luzon rivers inputs (EM1 about 2-5 μm and EM3 about 19-25 μm). The long-term evolutions of the EM1/EM2 and smectite/(illite+chlorite) ratios permit to reconstruct variations of the contribution of detrital material deriving from the volcanic arc of Luzon and rainfall intensity of this tropical region. At long time scale, periods of intensification of monsoon rainfall on Luzon are associated to a reduction of precipitation on central China. These periods are also associated to an increase of the zonal gradient of sea surface temperatures on the equatorial Pacific Ocean suggesting a strengthening of El Niña conditions. These results highlight for the first time a strong role of the dynamics of the meridian circulation of ENSO on the long-term changes of rainfall of the tropical western Pacific during the Quaternary. In the Arabian Sea, clay mineralogy, siliciclastic grain-size, ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr ratio and εNd were analysed on Quaternary sediments of the IODP site U1457. Our results suggest a change in the relative proportions of sediments from the Deccan Trapps (smectite) and the Indus river (mainly illite and chlorite). Variability of sedimentary sources and sediment transport (turbidites activity) to the Indus Fan have been reconstructed and attributed to monsoon rainfall and the sea level variations. The concentrations of REE combined with εNd were analysed on seawater samples collected in June 2012 along a North-South cross section in the Bay of Bengal. We highlighted from normalized REE patterns that the contributions of dissolved REE from the Ganges-Brahmaputra river system was the main source of the dissolved REE of surface waters of the Bay of Bengal, whereas the desorption of lithogenic particles dominate the dissolved REE of the intermediate and deep waters masses. We then revalued the residence time of the dissolved REE in the Bay of Bengal. A comparison of εNd, obtained just before the increase of the Ganges-Brahmaputra river discharge inferred by Indian monsoon rainfall, with the results obtained by Singh and al. (2012) for seawater samples collected after the peak of river discharge, allowed us to highlight for the first time a seasonal variability of seawater εNd of the Bay of Bengal. εNd have been analysed on planktonic foraminiferas of core MD77-176 located at 1375 m water depth to reconstruct for the first time the seawater εNd record of the intermediate waters masses of northern Bay of Bengal for the last 27 kyr. This new seawater εNd record of the Northern Bay of Bengal give us new constrain for this proxy already used to reconstruct past changes of the Himalayan weathering.

Les basses latitudes de l'Arctique peuvent servir d'indicateurs des futurs changements de l'océan Arctique. Parmi celles-ci, le Complexe de la Baie d'Hudson (CBH), une vaste mer intérieure subarctique, se distingue par sa productivité biogéochimique unique, influencée par la glace de mer saisonnière, les apports fluviaux abondants et la limitation en nutriments (principalement l'azote). Historiquement, la productivité de l'écosystème de la CBH a été sous-estimée. Cependant, des recherches récentes menées dans le cadre du projet Hudson Bay Systems Study (BaySys) révèlent un niveau de production primaire plus élevé qu'on ne le pensait auparavant. En particulier, une partie de cette productivité est attribuée aux processus biologiques liés à la glace de mer (sympagiques). En raison de la difficulté d'accessibilité de la région, les outils de modélisation permettent d'explorer son environnement physique et biogéochimique sur des échelles temporelles et spatiales étendues. L'utilisation de modèles biogéochimiques (BGCM) capables de résoudre les compartiments de nutriments, de phytoplancton, de zooplancton et de détritus (NPZD) a fourni des informations sur la distribution spatiale et temporelle des producteurs primaires au sein de la CBH. Ces modèles élucident également les facteurs physiques de la productivité, ce qui permet d'acquérir une compréhension fondamentale des principaux facteurs susceptibles d'affecter la CBH et la région arctique dans son ensemble face au changement climatique. Le modèle initial appliqué à la région de la CBH était le BGCM simplifié à base de phosphate, BLING (Biogeochemical, Light, Iron, Nutrient, and Gases Model). Par la suite, Sibert et al. (2010, 2011) ont développé un modèle NPZD simplifié à base d'azote incorporant la biogéochimie sympagique, ultérieurement renommé BiGCIIM (BioGeoChemical Ice Incorporated Model). Les deux modèles ont par la suite été couplés à un modèle océanique 3D (NEMOv3.6) et à un modèle de glace de mer (LIM2). Cette démarche avait pour objectif d'évaluer leur capacité à prédire les concentrations spatiotemporelles de chlorophylle *a*, telles qu'observées par satellite et à partir de mesures *in situ*. Elle visait également à analyser les principaux facteurs physiques influençant la productivité. Dans un environnement faible en azote comme celui de la CBH, il était attendu qu'un modèle basé sur l'azote produise des résultats plus cohérents avec les observations. Notre étude a démontré que les deux modèles reproduisaient les motifs spatiotemporels de chlorophylle *a* observés sur les images satellites. Le modèle BLING, à base de phosphate, a montré une performance légèrement meilleure, tandis que le modèle BiGCIIM, à base d'azote, présentait une meilleure concordance avec les observations ponctuelles. De plus, notre analyse a mis en évidence l'influence significative de la dynamique de la glace de mer et des apports fluviaux sur la variabilité des concentrations prédites de chlorophylle *a* dans les deux BGCMs. En outre, la capacité de BiGCIIM à résoudre plusieurs groupes de producteurs primaires écologiquement pertinents associés à l'écologie pélagique et sympagique a fourni des informations précieuses sur leur contribution à la production primaire totale dans la HBC. Finalement, notre étude souligne l'importance de choisir des BGCMs adaptés aux questions de recherche spécifiques, en veillant à ce que la complexité du modèle et les hypothèses sous-jacentes correspondent aux objectifs de l'étude et à la disponibilité des données. / The lower latitudes of the Arctic can be used as indicators of how the Arctic Ocean may change in the future. Among these, the Hudson Bay Complex (HBC), a vast sub-Arctic inland sea, stands out for its unique biogeochemical productivity shaped by seasonal sea ice, abundant riverine inputs, and nutrient limitation (primarily nitrogen). Historically, the productivity of the HBC ecosystem has been underestimated. However, recent research, driven by the Hudson Bay Systems Study (BaySys) project, indicates a higher level of primary production than previously thought. In particular, a portion of this productivity is attributed to sea ice-related (sympagic) biological processes. Given the limited accessibility of the region, modeling tools provide a means to explore its physical and biogeochemical environment over extended temporal and spatial scales. The use of biogeochemical models (BGCMs) capable of resolving nutrient, phytoplankton, zooplankton and detrital (NPZD) pools has provided insights into the spatial and temporal distribution of primary producers within the HBC. These models also elucidate the physical drivers of productivity, providing a fundamental understanding of the primary drivers likely to affect the HBC and the broader Arctic region in the face of climate change. The initial model applied to the HBC region was the phosphate-based simplified BGCM (nutrient and phytoplankton only), BLING (Biogeochemical, Light, Iron, Nutrient, and Gases Model). Subsequently, Sibert et al. (2010, 2011) developed a simplified nitrogen-based NPZD model incorporating sympagic biogeochemistry, later renamed BiGCIIM (BioGeoChemical Ice Incorporated Model). Both models were either coupled to a 3-D numerical ocean (NEMOv3.6) and sea ice (LIM2) model framework to evaluate their ability to predict spatio-temporal chlorophyll *a* concentrations observed from satellite and *in situ* measurements, as well as to assess the primary physical drivers of productivity. In a nitrogen-limited environment such as the HBC, a nitrogen-based model is expected to provide results more in line with observations. Our study found that both models replicated the spatiotemporal chlorophyll *a* patterns observed from satellite imagery, with the phosphate-based BLING model showing slightly better performance, while the nitrogen-based BiGCIIM model showed better agreement with point observations. In addition, the thesis highlights the significant influence of sea ice dynamics and river runoff on the variability of predicted chlorophyll *a* concentrations within both BGCMs. Furthermore, BiGCIIM's ability to resolve several ecologically relevant primary producer groups associated with pelagic and sympagic ecology provided valuable insights into their contributions to total primary production within the HBC. This thesis highlights the importance of selecting BGCMs tailored to specific research questions, ensuring that the model's complexity and underlying assumptions match the study objectives and data availability.

Thèse ou mémoire avec insertion d'articles / Le domaine médical a évolué drastiquement au cours des derniers siècles et la découverte du premier antibiotique, c'est-à-dire une substance qui est capable de détruire ou d'inactiver certains microorganismes, y a grandement contribué. Cette découverte a mené à une diminution du taux de mortalité causé par certaines bactéries pathogènes. Cependant, la commercialisation des antibiotiques a mené à une diversification des mécanismes de résistance par les bactéries. L'utilisation à large échelle des antibiotiques a favorisé l'émergence et le transfert de gènes de résistance aux antibiotiques (antibiotic resistance genes, ARGs) chez les bactéries. Cette résistance représente l'un des principaux enjeux de santé publique à l'échelle mondiale, en raison d'une recrudescence de maladies bactériennes qui ne répondent plus à ce traitement de première ligne. Cependant, on en sait très peu sur la dispersion des ARGs dans l'environnement et encore moins lorsqu'il s'agit de la distribution de ces gènes dans le Haut-Arctique, où les pressions climatiques risquent d'apporter plusieurs changements. L'objectif principal de ce projet est de caractériser, à l'aide d'approches métagénomiques, les ARGs des communautés microbiennes dans différents réservoirs environnementaux faisant partie d'un gradient d'influence anthropique en Arctique canadien, sur l'île de Cornwallis. Les objectifs spécifiques sont de caractériser les ARGs le long d'un continuum d'environnements influencés par l'humain (incluant un site impacté par des eaux usées) et de comparer leur distribution le long de ce gradient d'influence. Nous avons identifié des ARGs dans les tapis microbiens, l'eau du lac et les aérosols dans l'ensemble du bassin versant de Resolute Bay. Nous avons également constaté que les tapis microbiens de la région contaminée présentaient la plus grande diversité d'ARGs par rapport aux sites non contaminés. Bien que nous ayons identifiés les ARGs principalement dans les génomes bactériens, nos données suggèrent, pour la première fois, que certains virus géants sont capables d'héberger des ARGs. / The medical field has evolved dramatically over the last few centuries, and the discovery of the first antibiotic, a substance that can destroy or inactivate certain microorganisms, in 1928 was a major contributor. This discovery led to a decrease in the mortality rate caused by certain pathogenic bacteria. However, the commercialization of antibiotics has led to a diversification of various resistance mechanisms by bacteria. The widespread use of antibiotics has favored the emergence and transfer of antibiotic resistance genes (ARGs) in bacteria. Antibiotic resistance now represents one of the major global health crises due to an upsurge in bacterial-based diseases that no longer respond to this firstline treatment. However, very little is known about the dispersal of antibiotic resistance genes across different environments, and even less when it comes to the distribution of these genes in the High Arctic, where climate pressures are likely to increase the average temperature and disrupt existing microbial communities. The main objective of this project was to characterize, using metagenomic approaches, the ARGs of microbial communities in different environmental reservoirs along a gradient of anthropogenic influence in the Canadian Arctic on Cornwallis Island. The specific objectives were to characterize ARGs along a continuum of human-influenced environments (including sites impacted by sewage) and to compare their distribution along this gradient of anthropogenic influence. We identified ARGs in microbial mats, lake water and aerosols throughout the Resolute Bay watershed. We also found that microbial mats in the contaminated region had the highest diversity of ARGs relative to uncontaminated sites, and that this may be a remnant signal of the introduction of waste water. Although we identified ARGs predominantly in the genomes of bacteria, our data suggests, for the first time, that some giant viruses are capable of harbouring ARGs.