Mémoire numérisé par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal

Situé au SE de l'Espagne, le Campo de Cartagena est un cas emblématique extrême des changements hydrologiques et environnementaux causés par l'utilisation intensive des eaux souterraines pour l'agriculture dans les zones semi-arides du pourtour méditerranéen. Le développement agricole a entraîné la surexploitation des horizons les plus profonds de l'aquifère multicouche, tandis que l'augmentation de la recharge liée au retour d'irrigation causait une remontée des niveaux dans la nappe superficielle libre. Un grand nombre de forages multi-crépinés permettent une connexion artificielle entre les différents aquifères, et donc un possible transfert de contaminants d'origine agricole depuis la nappe superficielle vers les nappes profondes. Suite à la montée des niveaux piézométriques dans la nappe superficielle, un débit permanent est maintenant observé dans le réseau hydrographique. S'y ajoutent les rejets incontrôlés de saumures issues d'usines privées de désalinisation d'eau souterraine, aboutissant eux aussi à l'exutoire du système, la lagune de la Mer Mineure. Dans ce contexte, comprendre la complexité de l'évolution du bilan hydrique est un enjeu scientifique majeur. Le premier axe de recherche a consisté en une large tâche de collecte et d'interprétation d'informations sur l'évolution du système aquifère multicouche au cours du siècle passé. Elle a permis de mettre en évidence l'inversion des gradients hydrauliques entre les trois premiers aquifères et des baisses de niveau piézométrique atteignant 500m. Malgré 40 ans de chroniques piézométriques et géochimiques, les possibilités d'interprétation étaient limitées par les rares descriptions techniques complètes de forages. Une méthode reposant sur la méthode d'apprentissage automatique Random Forest a donc été mise en œuvre et a permis d'identifier l'aquifère d'origine de 107 échantillons d'eau souterraine, avec des résultats bien meilleurs à ceux de l'Analyse Discriminante Linéaire (LDA) ou des arbres de décision (CART). Le deuxième axe de recherche a été motivé par la difficulté d'actualiser le bilan hydrique du système aquifère, où le retour d'irrigation s'ajoute à l'infiltration des précipitations comme source de recharge de la nappe superficielle. Des traceurs environnementaux (14C, 13C, 2H, 18O, 3H) ont été employés pour caractériser l'évolution à long terme de la recharge des nappes ainsi que les principaux processus de mélanges, discriminés entre échelle régionale (entre aquifères) et locale (au sein des forages). L'identification des échantillons correspondant à une recharge ancienne (pré-anthropisation) ou à une recharge moderne (post-anthropisation) à permis de quantifier une augmentation des taux de recharge dans la plaine de plus d'un ordre de grandeur en conséquence de la mise en place de l'activité agricole, soit de 10 mm.an-1 à 210 mm.an-1. Le troisième axe de recherche a été la quantification de la décharge sous-marine d'eau souterraine (SGD) vers la lagune de la Mer Mineure à l'aide des isotopes du radon (222Rn) et du radium (223Ra, 224Ra), combinés à une modélisation hydrodynamique de la lagune pour comprendre l'impact des apports anthropiques sur le bilan de radionucléides. Les principales zones de SGD ont été localisées, de même que la zone d'influence du panache de radionucléides issus des eaux de surface et des rejets de saumure. Finalement, les bilans de masse en été et en hiver aboutissent à des flux de SGD totaux (incluant les recirculation salines) de 7.2 à 15.9 108 m3.an-1 (222Rn), 21.9-44.7 108 m3.an-1 (224Ra) et 6.9 108 m3.an-1 (223Ra, hiver). Cette étude d'un cas extrême d'anthropisation présente un large intérêt bien au-delà du système aquifère multicouche du Campo de Cartagena ou de la région de Murcie. Les méthodes mises en place dans cette thèse pourront être appliquées dans d'autres sites méditerranéens où l'exploitation de l'eau souterraine suit une évolution comparable, continue et apparemment inexorable.

La perte d'habitat engendrée par l'artificialisation des côtes a de graves conséquences sur la biodiversité marine. Aussi, dans une optique de maintien de la biodiversité et des stocks de poissons, il peut s’avérer intéressant de restaurer certaines fonctions écologiques dans les zones anthropisées. Cette thèse avait pour objectif d’estimer le rôle potentiel des ports en tant qu’habitat pour les juvéniles de poissons côtiers et d’évaluer dans quelle mesure ce rôle peut être amélioré par le biais d’actions de restauration. Des expérimentations en aquarium ont permis d’estimer que le taux de survie des juvéniles sur des habitats artificiels utilisés à des fins de restauration était comparable à celui observé sur des roches. Une étude de la distribution spatiale des juvéniles à l’échelle d’un paysage sous-marin a ensuite montré que les ports pouvaient abriter des densités en juvéniles représentant de 50 à 90 % de celles retrouvées en milieu naturel. Les densités à l'intérieur des ports étaient cependant tributaires du type d’habitat considéré; les quais sans complexité structurale abritant les densités les plus faibles. Enfin, l'étude de cas concrets, a montré que la réhabilitation des ports pouvait significativement augmenter les densités de juvéniles à l’échelle de l’habitat, celles-ci pouvant atteindre des niveaux comparables au milieu naturel. Toutefois, ces bénéfices restaient faibles à l’échelle d’un port dans sa globalité. Ces travaux suggèrent un réel potentiel des infrastructures portuaires en tant qu’habitat juvénile alternatif, en particulier si des actions de restauration y sont entreprises. Cependant, pour plus d’efficacité, les projets de restauration devraient être menés à large échelle et utiliser une diversité d’habitats artificiels. La restauration écologique des ports peut ainsi être employée comme un outil complémentaire aux mesures de protection dans le cadre d’une gestion intégrée des zones côtières à l’échelle du paysage. / Habitat loss caused by urban sprawl has harmful consequences on marine biodiversity. With a view to maintaining biodiversity and fish stocks, it may be worthwhile to restore some ecological features in anthropized areas. The aim of this thesis was to estimate the potential role of ports as habitat for juvenile coastal fish and to evaluate how this role can be improvedthrough restoration actions. Tank experiments revealed that juvenile survival rate on artificial habitats used for restoration purpose could be equivalent to that observed on natural habitat. The assessment of the spatial distribution of juvenile at the scale of a seascape permitted to estimate that harbors could host densities of juvenile that were between 50 to 90% of thoseobserved in natural sites. Within harbors densities were highly dependent on the type of habitat, featureless dock hosting the lowest densities. Subsequently, based on case studies, this work demonstrated that harbors rehabilitation could significantly enhance juvenile densities at the habitat scale. Densities on restored habitat might reach those observed in natural habitats.However, at the scale of the whole harbor benefits were low. This work suggests that harbors have a real potential as an alternative juvenile habitat, especially if restoration actions are undergone. However, for more efficiency, restoration projects should be led at the scale of the whole site and include a diversity of artificial habitats. Thereby, restoration approaches shouldbe considered as a complementary tool to protection measures in a seascape integrated management approach of coastal areas

Dans la région méditerranéenne, l'agriculture irriguée est confrontée de plus en plus aux problèmes de rareté physique et de pollution de l'eau, à la concurrence plus intense des autres usages, aux fluctuations des marchés agricoles et aux contraintes institutionnelles imposées par les crises économique et environnementale. Cette thèse propose d'analyser les liens entre les formes sociales d'exploitation agricole et les rapports aux risques liés à l'irrigation et d'interpréter ces derniers dans le cadre plus général des rapports des agriculteurs aux mondes sociétal et naturel. À cet effet, nous construisons un modèle d'analyse, à partir des éléments empruntés principalement aux approches théoriques de la vulnérabilité, pour comprendre les caractères complexe et dynamique de la vulnérabilité liée à l'irrigation. Les résultats d’analyse, dans le contexte de la plaine de la Mitidja en Algérie ou dans une perspective comparative entre plusieurs territoires irrigués en Méditerranée occidentale, montrent globalement une différenciation importante des formes sociales d'exploitation agricole, fondée sur des inégalités d'accès aux ressources productives et aux opportunités sociales. De plus, sur le plan des rapports aux risques liés à l'irrigation, la majorité des exploitations sont dotées de capacités d'adaptation plutôt élevées au Nord, tandis que les figures vulnérables dominent largement au Sud. Ces différences renvoient généralement aux clivages Nord/Sud dans les rapports aux mondes sociétal et naturel. / In the Mediterranean area, irrigated agriculture is faces growing problems of physical scarcity and water pollution, increased competition from other uses, to fluctuations in agricultural markets and institutional constraints imposed by the economic and environmental crises. This thesis aims to analyze the links between social forms of agricultural farm and their report towards risks related to irrigation and to interpret these latter in the broader context of the reports of farmers to societal and to natural worlds. To this end, we construct a model of analysis, from elements borrowed mainly to theoretical approaches to vulnerability, to understand the complex and dynamic character of vulnerability associated to irrigation. The analysis results in the context of the plain of Mitidja in Algeria or in a comparative perspective between several irrigated areas in the western Mediterranean shows a significant differentiation of social forms of farming, based on unequal access to productive resources and social opportunities. Furthermore, in terms of relations to the risks associated to irrigation, the majority of farms are equipped with coping capacities rather high in the North, while vulnerable configurations dominate the South. These differences generally refer to the North / South division in relations to societal and natural worlds.

Ce travail de recherche est consacré à l’analyse des évidences directes et indirectes des moyens de navigation en milieu maritime dans la partie occidentale de la Méditerranée, du début jusqu’à de l’âge du Fer Premier. A partir de la révision générale du répertoire iconographique de la période provenant de plusieurs sites colloqués entre l’Adriatique et la péninsule Ibérique, l’étude conduite souligne l’existence de plusieurs traditions locaux, reconnaissables en clé régionale, à partir du moins de l’âge du Bronze. L’identification de ces traditions, bien lisibles à travers les expressions culturelles des peuples locaux, nous permet d’affirmer que plusieurs peuples de cette partie de la Méditerranée antique avaient déjà développé, le long de la préhistoire, des solutions techniques et formelles propres dans le domaine naval. Dans les chapitres, l’analyse de ces éléments techniques et culturels de l’Occident est donc gérée tant à partir de l’iconographie qu’à la lumière des épaves. Même en absence d’un grand nombre de témoignages directs, cela nous permet d’affirmer que les traditions culturelles qu’on reconnaît à partir des premières figures gravée ou peintes dans des sites de région, ont en effet une dimension technologique. Malheureusement, les données archéologiques dont nous disposons ne nous permettent pas d’isoler tous ces éléments, ni de proposer la définition des familles architecturales locales, sauf que pour la période plus tardive, lors de l’arrivée des Grecs et des Phéniciens. / This research deals with the analysis of the evidence of maritime means of transports in use in the Western Mediterranean sea between the birth of the human navigation and the First Iron Age. Starting from a general revision of the local naval iconography of the period, based on a reassessment of the evidence coming from many archaeological sites placed between the Adriatic Sea and the Southern Spanish coasts, the study shed a light the existence of many different regional traditions that date back at least from the Bronze Age. The possibility to identify these traditions, as well as to examine them from a diachronic point of view, allows the author to state that we cannot think about an introduction from the east of the concept of maritime navigation. During the prehistory, particularly from the Bronze Age, the local cultural groups of this area seem in fact to have already developed good naval attitudes and capabilities. Even the analysis of the local iconography in the light of the technological elements that we can isolate on the Mediterranean wrecks of this period seems to confirm the existence of these local traditions. Unfortunately, the lack of a good number of direct evidence pertaining to wrecks do not permit us investigating these technological traditions. Thus, we cannot not identify the architectural families of the earliest phases; we can have an idea of their existence only in correspondence with the presence of Greeks and Phoenicians merchants and ships.

Le dialogue culturel méditerranéen connaît aujourd'hui une période difficile. Or, à la fois connexe et indépendante, la dimension religieuse offre un autre canal possible de dialogue dans les relations méditerranéennes. Les transformations du regard chrétien porté sur l'islam amorcées dès l'entre-deux-guerres, puis les pratiques du dialogue entre chrétiens et musulmans, en métropole et outre-Méditerranée, favorisent progressivement l'affirmation du dialogue islamo-chrétien sur le devant de la scène méditerranéenne. Dans les années 1960, le concile Vatican II marque un temps fort dans ce processus. Rattrapé par ses propres ambiguïtés et soumis aux forces de la géopolitique méditerranéenne, le dialogue islamo-chrétien entre cependant, à la fin des années 1970, dans une période plus chaotique rythmée aussi bien par des actes symboliques en faveur de la paix que par des crispations identitaires. En faisant appel à diverses sources de documentation, en particulier le fonds réuni par le Service des Relations avec l'Islam (SRI), ce travail propose un panorama historique des acteurs, des enjeux et des limites du dialogue islamo-chrétien en Méditerranée au XXe siècle. Des retours sur l'histoire et les acteurs marseillais illustrent ces évolutions. / Intercultural dialogue in the Mediterranean is undergoing hard times. However the religious dimension, connected and independent at the same time, offers another possible channel of dialogue in the Mediterranean relations. The transformations of the Christian perception of Islam started during the interwar period, then the practices of the dialogue between Christians and Muslims, in mainland France and beyond the Mediterranean Sea, gradually promote the Islamo-Christian dialogue on the Mediterranean forefront. In the 1960s, the Second Vatican Council stands out in this process. Trapped inside its own ambiguities and conditioned by Mediterranean geopolitical settings, the Islamo-Christian dialogue however enters a much more chaotic period punctuated both by symbolic acts for peace and identical tensions at the end of 1970s. Inspiring by multiple documentation sources, in particular by the collection of the Service des Relations avec l'Islam (SRI), the present work offers an historic overview of the actors, the stakes and the limits of the Islamo-Christian dialogue in the Mediterranean Sea throughout the 20th century. Historic reviews and the actors from Marseille illustrate such development.

Dans la plupart des mers et des océans, la zone littorale est dominée par de grandes Phaeophyceae (Laminariales et Fucales) qui jouent un rôle écologique majeur dans la structuration et le fonctionnement de l’écosystème (fourniture d’habitats, de nourri ture, de frayères et de nurseries pour de nombreuses espèces). En Méditerranée, ce sont les espèces de Fucales appartenant aux genres Cystoseira C. Agardh et Sargassum C. Agardh qui sont les principales espèces structurantes du stade climacique de la végétation photophile de la zone littorale (de la surface jusqu’à 70-80 m de profondeur dans les eaux les plus claires). L’étude diachronique menée dans ce travail de thèse à partir des premières observations scientifiques exploitables (18ème siècle) est une première en Méditerranée sur autant de linéaire de côte (~ 2 970 km à l’échelle 2 500ème). Les résultats obtenus par l’analyse des données historiques et actuelles de distribution des Fucales le long des côtes françaises différent suivant les espèces étudiées, aussi bien en ce qui concerne l’état de conservation des populations que les causes impliquées dans leur régression. Dans l’ensemble, les forêts de Cystoseira et de Sargassum ont régressé de façon drastique en Méditerranée française. L’écosystème a souvent basculé (regime shift) vers un état stable alternatif (Multiple Stable State) de type barren ground, caractérisé par la dominance de macrophytes calcifiés encroûtants (corallinacées) et d’oursins. / Throughout the world, coastal ecosystems are severely affected by the cumulative impact of increasing human pressure (e.g. destruction of habitats, pollution, non-indigenous species, overfishing, coastal aquaculture and global warming). Different foms of stress act over time and in unison, with a possible synergistic effect, on species, ecosystems and their ability to deliver ecosystem services. Along temperate rocky coasts worldwide, large canopy-forming kelps (Laminariales, Phaeophyceae, Ochrophyta) and fucoids (Fucales, Phaeophyceae, Ochrophyta) represent the dominant species in pristine environments. In the Mediterranean Sea, species of the genus Cystoseira C. Agardh and Sargassum C. Agardh are habitat-forming species dominating several assemblages from the littoral fringe down to the lower sublittoral zone (0 down to 70-80 m depth). The present diachronic study based on the first usable scientific observations (18th century) is the first in the Mediterranean to cover such a long stretch of coastline (~ 2970 km at 1/2 500 scale). The results obtained by the analysis of historical and current data on the distribution of Fucales along the French coast differ according to the species studied, both with regard to the conservation status of populations and the causes involved in their regression. The general loss of habitat-structuring species is worrying. We are witnessing a typical regime shift with a replacement of macroalgal forests by less structured algal assemblages dominated by Corallinales or by barren grounds dominated by encrusting species, filamentous algae and sea urchins.

Le plancton a un rôle crucial dans le cycle du carbone. Il est donc primordial de projeter son évolution dans le contexte de changement climatique. Une partie des résultats rapportés au niveau des communautés planctoniques montrent une stimulation de la production primaire avec l’augmentation de concentration en CO2 et très peu d’expériences combinant plusieurs facteurs ont été faites. Qui plus est, les expériences ont été réalisées majoritairement dans des conditions naturellement élevées ou enrichies en sels nutritifs et très peu de données existent dans les zones naturellement pauvres en nutriments et chlorophylle a, c’est à dire dans les zones oligotrophes telles que la mer Méditerranée, bien que ces régions représentent une surface importante et en expansion de la surface de l’océan. Plusieurs approches ont été utilisées au cours de cette thèse pour étudier les effets du réchauffement et de l’acidification de l’océan sur des communautés planctoniques dans le NO de la Méditerranée. Une des approches, restreinte à l’effet de l’acidification seule, a été l’utilisation de mesocosmes. En Baie de Calvi (expérience #1; été 2012 sur 22 jours) la communauté étudiée présentait un efficace processus de recyclage des sels nutritifs ainsi qu’une production régénérée importante alors que dans le Baie de Villefranche (expérience #2; hiver/printemps 2013 durant 11 jours) la communauté était caractérisée plutôt par un système autotrophe et par une production nouvelle dominante. Une troisième expérience a été réalisée pour étudier les effets synergétiques de l’acidification et du réchauffement de l’océan (expérience #3; March 2012; post-bloom). Toutes les expériences ont ainsi été menées dans des conditions de faibles concentrations en sels nutritifs avec des communautés dominées par des petites espèces phytoplanctoniques telles que des haptophytes, cynaobacteries et chlorophytes. Lors de l’expérience #3, toutes les populations ont décliné au cours de l’expérience (12 jours) à l’exception des cyanobactéries (principalement Synechococcus spp.) qui ont significativement augmenté durant cette période. Cette augmentation était d’autant plus prononcée dans les conditions de température plus élevée, bien que l’augmentation concomitante de CO2 ai eu tendance à limiter cet effet. Pour les trois expériences, l’acidification de l’océan seule n’a pas montré d’effet sur les taux métaboliques quelque soit la méthode utilisée (O2-LD, marquage au 18O, 13C et 14C) alors que durant l’expérience #3, les conditions élevées en température ont favorisé la production brute déterminée par la méthode de marquage 18O. Des biomarqueurs spécifiques, les acides gras des lipides polaires, utilisés de façon combinée avec du marquage au 13C a permis la détermination des productions primaires par groupe. Ceci a confirmé que l’acidification de l’océan seule n’a pas particuliérement favorisé un groupe phytoplanctonique par rapport à un autre dans nos conditions expérimentales.Basé sur nos résultats et sur une revue de littérature, il apparait que la plupart des expériences (57 % des études) réalisées jusqu’à maintenant n’ont pas montré d’influence notoire de l’acidification de l’océan seule sur les communautés planctoniques, alors que le réchauffement de l’océan semble avoir plus d’effet sur la composition et la production planctonique. De plus, la biomasse dans les écosystèmes dominés par des petites espèces de phytoplancton semble être insensible à l’augmentation de CO2. A l’heure actuelle, il est impossible, basé sur ces résultats, de fournir un concept général de l’effet de l’acidification de l’océan sur les communautés planctoniques. Cependant il semble que l’acidification n’augmentera pas la biomasse et la production primaire pour la majorité des communautés. / Plankton plays a key role in the global carbon cycle. It is therefore important to projectthe evolution of plankton community structure and function in a future high-CO2 world.Several experimental results reported at the community level have shown increased rates ofprimary production as a function of increasing pCO2 and few multi-driver experiments havebeen performed. However, the great majority of these experiments have been performedunder high natural or nutrient-enriched conditions and very few data are available in areaswith naturally low levels of nutrient and chlorophyll i.e. oligotrophic areas such as theMediterranean Sea, although they represent a large and expanding part of the ocean surface.Several approaches have been used during this thesis to investigate the effects ofocean warming and acidification on plankton communities in the NW Mediterranean Sea.One approach, restricted to the investigation of ocean acidification effects alone, was the useof mesocosms. In the Bay of Calvi (experiment #1; summer 2012 during 22 days), thecommunity was very efficient in recycling nutrients and showed important regeneratedproduction while in the Bay of Villefranche (experiment #2; winter/spring 2013 during 11days) the community was characterized by a more autotrophic state and larger newproduction. A third experiment was set-up to investigate the combined effects of oceanacidification and warming in small containers in the Bay of Villefranche (experiment #3;March 2012; post-bloom conditions).All experiments were conducted under low nutrient conditions with communitiesdominated by small species (e.g. haptophytes, cyanobacteria, chlorophytes). During the thirdexperiment, biomass of populations decreased throughout the experiment (12 days), exceptcyanobacteria (mostly Synechococcus spp.) that significantly increased during that period.This increase was even more pronounced under elevated temperature, albeit the combinationwith elevated pCO2 tended to limit this effect. For the three experiments, ocean acidificationalone had no effect on any of the metabolic processes, irrespective of the methods used (O2-LD, as well as 18O, 13C and 14C labelling) while during the multi-driver experiment #3, oceanwarming led to enhanced gross primary production as measured by the 18O labellingtechnique. Specific biomarkers, polar lipid fatty acids, were used in combination with 13Clabelling to assess group primary production rates. This confirmed that ocean acidificationalone did not favour any phytoplankton group under our experimental conditions.Based on our findings and on an extensive literature review, it appears that most (57%) of the experiments performed to date have shown no effect of ocean acidification alonewhile ocean warming seem to have an effect on plankton composition and production.Furthermore, plankton biomass in ecosystems dominated by small phytoplankton speciesappears insensitive to elevated CO2. It remains, for the moment, impossible based on thesefindings to provide a general concept on the effect of ocean acidification on planktoncommunities. However, it appears that ocean acidification will likely not lead to increasedbiomass and primary production rates for most communities, as it was previously anticipated.Furthermore, although warming will likely lead to increased primary production, it appearsthat small species with a low capacity for export will be favoured. If this proves to be awidespread response, plankton will not help mitigating atmospheric CO2 increase through anenhancement of the biological pump.

La matière organique dissoute chromophorique (CDOM) est une fraction significative du pool global de matière organique dissoute (MOD) dans les océans. La CDOM absorbe une partie de la lumière dans le domaine du rayonnement ultraviolet (UV-R) et du visible. Une fraction de cette CDOM peut émettre une fluorescence lorsqu'elle est excitée par un UV-R. Cette fraction est alors appelée matière organique dissoute fluorescente (FDOM). La CDOM a donc d'une part, un effet positif, en protégeant les cellules contre les dommages causés par les UV-R, mais d'autre part, un effet négatif en réduisant la quantité de radiation disponible pour la photosynthèse. Les propriétés optiques de la CDOM, particulièrement sensibles aux processus physiques (abiotiques) et biologiques (biotiques), renseignent sur l'intensité des processus biogéochimiques en milieux aquatiques. Des suivis de la dynamique de la CDOM en zones côtière et hauturière en Méditerranée Nord occidentale ont permis de décrire différentes tendances temporelles claires, qui vont d’une faible à une forte saisonnalité et qui peuvent être découplées des variations du pool global de MOD caractérisé par les concentrations en carbone organique dissous (COD). Dans les zones tempérées, les événements météorologiques conduisent à des changements beaucoup plus brusques dans la frange littorale que dans l’océan, où les variations tendent à être plus progressives au cours de l'année. En outre, l'apport de nutriments et de polluants dans les zones côtières est fortement influencé par l'activité anthropogénique et ces entrées ne suivent pas nécessairement de tendances saisonnières nettes. Dans la présente étude qui effectue un premier bilan de la distribution et du devenir de la CDOM/FDOM aux stations d'observation à long terme du laboratoire Arago (stations côtière SOLA et hauturière MOLA) à partir respectivement d'un suivi hebdomadaire et mensuel, nous nous sommes attachés à extraire un signal cohérent et une variabilité claire des sources des différentes fractions de la MOD entre février 2013 et avril 2014 ceci, de manière à mieux comprendre les rôles respectifs des facteurs biotiques et abiotiques. Nos observations ont ensuite pu être replacées dans un contexte synoptique d'évolution climatologique des écosystèmes méditerranéens. / Chromophoric dissolved organic matter (CDOM) is a major fraction of dissolved organic matter (DOM). CDOM absorbs light over a broad range of ultraviolet (UV-R) and visible wavelengths. A small fraction of CDOM can emit fluorescence when excited by ultraviolet radiation; so called fluorescent dissolved organic matter (FDOM). CDOM plays a key role in regulating light penetration into the ocean, absorbing high-energy electromagnetic spectrum (visible and ultraviolet light) waves. On one hand, it protects aquatic organisms of potential photo-damage; in the other hand it induces a negative effect by reducing light for photosynthesis. The optical properties of the CDOM are sensitive to biological (biotic) and physical (abiotic) processes and for this reason the colored matter can provide valuable information about the biogeochemical processes in aquatic environments. CDOM monitoring in Mediterranean coastal areas has shown different temporal trends, which go from weak to strong seasonality. Interestedly, these temporal trends were uncoupled with those of the total dissolved organic carbon. In temperate areas, episodic meteorological events can induce much more abrupt changes in the littoral than in the open sea, where changes tend to be more gradual along the year. In addition, the input of nutrients and pollutants in coastal areas is strongly influenced by the anthropogenic activity on land, and those inputs do not necessarily follow seasonal trends. In the present study, weekly and monthly samplings were performed to investigate the temporal variability in SOLA and MOLA stations, respectively. The fluctuation of different fractions of dissolved organic matter (DOM) was evaluated from February 2013 to April 2014 and referred to long time-frame databases of SOLA and MOLA stations. Inorganic nutrients and chlorophyll shown the classical seasonal patterns, with a winter period characterized by an enrichment of surface waters favoring the spring bloom, followed by a calm period that allows the summer stratification and the depletion of nutrients in the photic zone. The stratification extended until autumn winds and low temperatures eroded the thermocline. In contrast, colored DOM fractions did not follow a clear temporal trend. Interestingly, dissolved organic carbon (DOC) exhibited the highest variability in summer, when the rest of parameters showed minimum variations. To explain this mismatch we proposed a sequence of abiotic and biotic phenomena driving the DOC dynamics. In the suggested conceptual frame, DOC dynamics depended strongly on episodic meteorological events (winds, rains, etc.) along the year, except in summer, where the biological factors were more relevant. In order to better understand the influence of biological factors, we examined the temporal trends of phytoplankton composition in relation to those of the different colored DOM fractions. We found that both phytoplankton and CDOM were strongly influenced by abiotic factors such as the intrusions of fresh waters, the vertical mixing due to convection and the light exposure. However we did not find a correlation between any of the CDOM fractions and any of phytoplankton groups. In addition, we use the dust deposition database of ADEPT project (ICM-CSIC, Barcelona) to investigate the potential role of atmospheric deposition in the CDOM temporal variability, and also performed two dust addition experiments with natural plankton communities collected in the Catalan coast.

Dérivants ou submergés, les débris grossiers dérivés de plantes terrestres fournissent de l'énergie et des nutriments pour les écosystèmes marins. En considérant cette matière organique allochtone, l'objectif de ma thèse est de décrire le processus d'assemblage d'une communauté autour d'une ressource trophique et de considérer en retour l'effet de la diversité et de la composition observée au sein de cette communauté sur la dynamique d'exploitation de la ressource. Pour ce faire, j'ai combiné des expériences in situ et la modélisation avec l'intention de parvenir à une description cohérente et quantitative du lien écogéochimique entre la biodiversité et le fonctionnement des écosystèmes. En utilisant de la litière de feuilles et du bois mort, cette approche a permis: (i) de montrer l'importance des interactions biotiques dès le début du processus d'assemblage de la communauté, (ii) de faire le lien explicite entre la consommation des ressources et la dynamique de populations des consommateurs, et (iii) de tester comment la transformation des ressources est affectée par la diversité observée au sein des communautés. / Either adrift or submerged, coarse debris derived from terrestrial plants provide energy and nutrients for marine ecosystems. By considering this allochtonous organic material, the goals of my PhD were to describe the assembly process of macrobenthic communities around food sources and to consider the feedback effect of the observed communities on the geochemical fate of the resource. To do so, I combined in situ experiments and modelling with the intention to build a consistent, quantitative description of the ecogeochemical link between biodiversity and ecosystem functioning. Using leaf litter and dead wood, this approach allowed: (i) to show the importance of biotic interactions from the beginning of the community assembly process, (ii) to make the explicit connection between the resource consumption and the population dynamics of the consumers, and (iii) and to test how resource processing is affected by the specific diversity of the communities.