Ce travail a porté sur la variabilité de la salinité de surface (SSS) de l'océan dans le gyre subtropical Nord Atlantique. J'ai étudié la variabilité saisonnière de la SSS en lien avec les flux d'eau douce échangés avec l'atmosphère et la circulation océanique à méso échelle, au cours de plus de deux ans, d'août 2012 à décembre 2014. Les produits issus de la mission satellitaire soil moisture and ocean salinity (SMOS) corrigés de biais systématiques aux grandes échelles ont été testés et utilisés pour restituer la variabilité méso-échelle de SSS. Nous avons de surcroit utilisé les simulations numériques à haute résolution PSY2V4R2-R4 de Mercator. Les champs issus de SMOS et des simulations ont été comparés aux données in situ de bouées dérivantes et de thermosalinographes recueillies pendant l'expérience SPURS, avec des résultats satisfaisants, en particulier en hiver, et des écarts-type de différences typiques de l'ordre de 0.15 pss. Le flux d’eau douce échangé avec l’atmosphère est le terme dominant dans le bilan saisonnier de la SSS. Ce sont des termes associés à la dynamique océanique qui le compensent partiellement. En particulier, l’entrainement des eaux sous-jacentes contribue fortement en début d’hiver. Il agit d’ordinaire à réduire la SSS, à l’exception de la région au sud du maximum de SSS, où c’est au contraire une augmentation qu’il induit. L’advection est une seconde contribution importante à la variabilité de la SSS. Elle transfert ainsi vers le nord les eaux ‘salinisées’ plus au sud dans la région du maximum de perte d’eau douce vers l’atmosphère. La contribution d'advection est fortement dépend du type de données utilisées et leur résolution spatiale. / The focus of this work is on sea surface salinity (SSS) variability in the North Atlantic subtropical gyre. We study seasonal SSS variability and its link to the atmospheric freshwater flux at the ocean surface and to ocean dynamics at meso-scales for the period August 2012 – December 2014. The products from the soil moisture and ocean salinity (SMOS) satellite mission corrected from large scale systematic errors are tested and used to retrieve meso-scale salinity features. Furthermore, the PSY2V4R2-R4 simulation produced by Mercator with a high spatial resolution is also used. The comparison of corrected SMOS SSS data and Mercator simulation with drifter's in situ and TSG measurements from the SPURS experiment shows a reasonable agreement with RMS differences on the order of 0.15 pss.The freshwater seasonal flux is the leading term in the SSS seasonal budget. To balance its effect the ocean dynamics strongly contribute. The entrainment of deeper water is strong during the winter time. It usually acts to lower SSS, except in the south of the SSS–max region where it contributes to increase salinity. Advection is the second important component responsible for the SSS variability. It transfers further north the salty water from the evaporation maximum region. The contribution of advertion term is strongly dependent on the type of data used and their spatial resolution.

C'est sans doute en Arctique que le changement climatique est le plus visible, et semble affecter toutes les composantes du système Arctique, et notamment ses bilans d'eau douce et de chaleur. Alors que l'on s'attend à ce que le signal d'un changement local en Arctique ait son impact climatique le plus important lorsqu'il est exporté au sud d'un coté ou de l'autre du Groenland vers les mers subarctiques, où il peut moduler l'intensité de la circulation thermohaline, l'objectif de cette thèse est donc d'étudier les échanges de volume, de chaleur, d'eau douce et de glace de l'Océan Arctique vers l'Atlantique Nord. Tout d'abord, une simulation réaliste des années 1958 à 2002 basée sur un modèle global couplé glace/océan est utilisée pour étudier la variabilité du bilan d'eau douce en Arctique, afin de comprendre quelle composante de ce bilan contrôle les variations du contenu halin du bassin. On s'intéresse également à la variabilité des exports d'eau douce vers l'Atlantique Nord, et on montre que les exports d'eau douce vers l'Atlantique sont contrôlés par des mécanismes différents de part et d'autre du Groenland: dans les détroits canadiens, le transport de volume domine la variabilité, alors que salinité et courants contribuent à la variabilité dans le détroit de Fram. Par la suite, une réanalyse océanique des années récentes nous permet d'explorer les conséquences pour le contenu halin de l'Arctique du minimum record de l'extension de glace de l'été 2007. Une méthode numérique originale est ensuite utilisée pour comprendre l'origine des masses d'eau qui sont exportées de l'Arctique vers l'Atlantique Nord. On effectue ainsi une analyse lagrangienne qualitative à partir des sorties 3D mensuelles climatologiques d'un modèle global couplé glace/océan à haute résolution, qui permet de quantifier les contributions relatives des différentes branches de circulation à ces exports, ainsi que les échelles de temps et les transformations de masses d'eau associées. Un schéma complet de la circulation dans le bassin Arctique est ainsi proposé, et nous soulignons le rôle clé de la mer de Barents pour les transformations des eaux d'origine Atlantique. Enfin, nous examinons l'influence relative des différents forçages atmosphériques (vent, flux de chaleur et halins) sur les variations du volume de glace en Arctique. Des expériences de sensibilité sont réalisées à l'aide d'un modèle régional de l'Arctique et l'Atlantique Nord, permettant de mieux comprendre les distributions spatiales et temporelles des contributions des différents forçages atmosphériques.

Les aquifères karstiques constituent l'essentiel des ressources en eau du pourtour Méditerranéen. Au-delà de la zone saturée de ces systèmes, la zone non saturée constitue une entité importante quant au transfert et au stockage temporaire de l'eau. La structure et le fonctionnement de cette entité du karst sont complexes et mal connus à cause du processus de karstification qui hiérarchise la circulation hydrodynamique en son sein. Dans cette étude nous utilisons des méthodes géodésiques et hydrogéologiques afin d'observer de façon directe et de quantifier les processus de transfert et de stockage de la zone non saturée. Les mesures gravimétriques en surface et profondeur sur différents systèmes karstiques ont permis de quantifier les variations du stockage en eau saisonnier dans la zone non saturée. La gravimétrie différentielle montre que ces variations sont réparties dans les quelques premiers mètres de la zone non saturée. Il semble, de plus, que la capacité de stockage de la zone non saturée soit fonction de la lithologie de l'encaissant (calcaire et dolomie). Enfin, des observations directes du flux d'eau en zone non saturée ont été effectuées par le biais de mesures dans différentes cavités. Nous montrons que certaines caractéristiques du flux d'eau en zone non saturée, comme la présence d'un flux bipolaire lent-rapide, peuvent être généralisées quelque soit la profondeur de mesure et la surface d'impluvium. La modélisation de ce flux, à partir d'un schéma simple, a montré la complexité des processus de transfert engendrés au sein de la zone non saturée.