L’objectif de cette thèse est d'envisager la piraterie ancienne dans la longue durée, à la lumière des recherches menées par N. Purcell et P. Horden sur la Méditerranée antique. Elle s’appuie en premier lieu sur une étude des mots grecs et latins liés à la piraterie et de ses représentations dans les sources écrites anciennes. Ce travail est complété par une relecture de l’historiographie moderne qu’il est aussi nécessaire d’analyser dans son contexte historique afin d’écarter toutes les images afférant à notre notion. Alors qu'elle a été jusqu'à présent abordée dans un cadre événementiel, on entend mettre l'accent sur les structures du raid antique, en s'inscrivant dans le long terme. Ainsi, les pirates n'apparaissent plus seulement comme la face négative du commerce maritime, mais comme des agents d'échanges et de production de richesse. L’étude approfondie de deux régions de la Méditerranée (Cilicie, mer des Baléares) permet enfin de mettre en évidence les structures micro-locales et les dynamiques économiques, sociales, territoriales, géopolitiques qui ont permis et entretenu l’activité de prédation. Au terme de cette étude, nous proposons d’analyser la piraterie dans toute sa diversité grâce à une typologie nouvelle : le pirate imaginé, le pirate commerçant et le pirate opportuniste. / The purpose of this doctoral work is to consider ancient piracy over a long period of time, in the new light of the research recently carried out by N. Purcell and P. Horden on the ancient Mediterranean. This dissertation begins with a study of the Greek and Latin words related to piracy, and of the representation of the latter in ancient written sources. This work is completed by a new reading of the modern historiography, which needs to be examined in the light of its own historical context in order to dismiss the images commonly related to the notion of piracy. While piracy has so far been studied from a factual angle, this dissertation aims at focusing on the structures of ancient raid through a long-term perspective. This shift in perspective enables to consider pirates not simply as a negative side of maritime trade, but more deeply as agents of trade and as agents in the production of wealth. Through the in-depth study of two regions of the Mediterranean (Cilicia and the Balearic Sea), I wish to highlight the micro-local structures and the economic, social, territorial and geopolitical trends that enabled and sustained piracy. By the end of this study I wish to analyze piracy in all its diversity thanks to a new classification: the imagined pirate, the trading pirate and the opportunistic pirate.

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. / The Campo de Cartagena area in the Murcia region (SE Spain) is an emblematic case of the hydrological and environmental changes caused by the intensive use of groundwater for agriculture in semiarid Mediterranean areas. Agricultural development supported by the multi-layer aquifer system has led to the overexploitation of the deep layers, while irrigation return flow and the subsequent increased recharge rates increased water table levels in the unconfined layer. In addition, a large number of boreholes of the area are screened in several aquifers and allow an artificial connection between different groundwater masses. Moreover, as a consequence of the water table increase in the shallow aquifer, a permanent flow appeared in the last kilometres of the surface watershed. Together with the uncontrolled release of brines from private groundwater desalination, it induced a permanent surface flow of water to the main outlet of the system, the Mar Menor lagoon. In this context, understanding the complex evolution of the whole system and how the water balance is affected is a hard task.The first research focus aimed at collecting and reviewing all kind of existing data in order to reconstruct the evolution along one century of the multi-layer aquifer system. It highlighted an inversion of the vertical hydraulic gradient between aquifers and the decrease of water table levels up to 500 m for the deepest layer. Facing the difficult identification of the origin of groundwater samples, a method based on the Random Forest (RF) machine learning technique was developed. Despite the difficulty of an unequal dataset, accuracy over 90% was reached and 107 groundwater samples of unknown origin could be classified. Results were much better than using Linear Discriminant Analysis (LDA) or Decision Trees (CART).The second research axis was motivated by the difficulty to update the water balance of the multi-layer aquifer where irrigation return flow represents an additional source of recharge, added to the limited rainfall infiltration. Environmental tracers (14C, 13C, 2H, 18O, 3H) were combined to high-resolution temperature loggings to investigate the long-term evolution of recharge in the Campo de Cartagena aquifer system and discriminate local mixing processes (infra-boreholes) from regional mixing processes (between aquifers). Both pre-anthropization and post-anthropization recharge regime could be identified and quantified. Before the development of agriculture, recharge varied from 17 mm.a-1 in the mountain ranges to 6 mm.a-1 in the plain. In response to the increase of agricultural activity, recharge fluxes were amplified up to 210 mm.a-1 in irrigated areas.The third research axis consisted in quantifying submarine groundwater discharge (SGD). In order to decipher the influence of the different water sources on the Mar Menor, a radon (222Rn) and radium (223Ra, 224Ra) survey was combined with the hydrodynamic modeling of the lagoon. The areas of influence of a plume of radionuclides from the river were identified, the main areas of SGD were located and a location for a submarine emissary was proposed. Mass balances in winter and summer seasons provided total yearly SGD fluxes of water of 7.2-15.9 108 m3.a-1 (222Rn), 21.9-44.7 108 m3.a-1 (224Ra) and 6.9 108 m3.a-1 (223Ra, in winter). Water level effect, rather than tidal pumping, was identified as the main driver for recirculated saline groundwater, while fresh submarine groundwater discharge from the aquifer was about 1% of total SGD. As the case study is an extreme case of anthropization, these results present a wide interest that is not limited to the Murcia region or the Campo de Cartagena aquifer. The methods developed in this thesis might be used in other Mediterranean sites where groundwater exploitation seems to follow a continuous and inevitable increase.

Créé en 2006, l’outil Parc naturel marin (PNM) a pour objectif d’instaurer une gestion durable et participative des milieux littoraux et marins, en France métropolitaine et ultramarine. Le premier PNM créé Outre-mer a vu le jour en janvier 2010, à Mayotte. Centré sur le processus de mise en place de ce parc, ce travail de thèse a pour objectif d’interroger le caractère participatif, et à ce titre innovant, d’un tel processus, dans le domaine de la gestion de l’environnement littoral et marin. Cette problématique se décline en trois points clefs. Il s’agit d’une part de poser la question de l’identification des acteurs concernés par la mise en place de ce PNM : la mission d’étude pour la création du PNM a-t-elle réussi à prendre en compte l’ensemble de ces acteurs et la complexité des liens qui les unissent à la mer et au littoral à Mayotte ? D’autre part, il convient de questionner les méthodes de concertation utilisées par la mission d’étude et de se demander dans quelle mesure elles peuvent être ou non considérées comme innovantes ? Enfin, à partir de là, il s’agit de mettre en évidence les conditions requises pour aboutir à une réelle participation des acteurs locaux à la construction d’un projet partagé de PNM. / Created in 2006, the status of Natural Marine Park (NMP) aims to promote a sustainable and participatory management of coastal and marine ecosystems, in metropolitan France and overseas French territories. In January 2010, the first oversea NMP was launched in Mayotte. Focused on the implementation process of this NMP, this work discusses the participatory nature of this process and its degree of innovation, within the framework of marine and coastal environment management. Three key issues were examined : First, the different stakeholders involved in the project were identified in order to estimate to which extent the implementation of the NMP took them into account as well as their specific relation to the littoral and marine territories. Then, the consultation methods of the preliminary study mission were analysed to assess their degree of innovation. Finally, the mandatory conditions to achieve a genuine involvment of local stakeholders in the implementation of the NMP were pointed out.

Ce mémoire de thèse est consacré à la mise en place d'un système opto-électronique générique basé sur une liaison toute optique bidirectionnelle de 10km. L'architecture étudiée et développée est dédiée à l'extension d'un observatoire câblé de fond de mer afin d'atteindre de nouvelles zones d'exploration. Les travaux de recherche rapportés dans ce manuscrit présentent la réalisation d'un démonstrateur, qui permet la récupération de données, issues d'un instrument connecté à un module opto-alimenté, via une seule fibre optique où transitent simultanément deux voies de données en bande C et la puissance optique d'alimentation (à 1480nm) égale à 33dBm permettant de récupérer 180mW électrique sur le module opto-alimenté.Le contexte de cette thèse de doctorat est présenté au travers d'un état de l'art sur les moyens utilisés pour l'observation des océans et sur les systèmes électroniques à faible consommation. Après un rappel des caractéristiques essentielles de l'architecture de la liaison optique préalablement établie, nous nous concentrons sur la structure opto-électronique qui a pour but d’assurer la communication entre l’observatoire et l’instrument déporté de l’extension. La définition du cahier des charges a abouti au choix du capteur (hydrophone), du débit des données (5Mbit/s) et du protocole de communication (SPI 3-fils) utilisé entre les deux modules opto-électroniques, chacun à une extrémité de la fibre optique. L'effort a été porté sur la conception d'un module opto-alimenté faible consommation (66mW) où s'intègre l'instrument. Tout au long de ce document, les choix technologiques retenus lors de la conception des deux modules opto-électroniques sont argumentés. Le banc d'essai du démonstrateur a permis de valider la conception de cette extension et d'évaluer la qualité de la transmission des données (BER inférieur à 10-6). Le fonctionnement d'un premier prototype destiné à être marinisé a été présenté au travers de la détection et de la transmission de signaux acoustiques générés en bassin d'essai. De manière à rendre le système encore plus générique, une solution alternative à base d'un FPGA, permettant l'utilisation d'une interface SPI 4-fils sans modifier la liaison optique a été présentée et validée. / This PhD thesis is devoted to the design of an opto-electrical and generic system which uses a 10km long all-optical and bidirectional link. The studied and developed system is dedicated to extend a current cabled seafloor observatory, in order to reach new exploration areas. The research work described in this thesis presents the development and the realization of a demonstrator. This later collects data from an instrument connected to its optically powered unit. The optical power supply (33dBm at 1480nm), which provides up to 180mW electrical for the optically powered unit, and the optical data in C band, are transmitted simultaneously through the same single optical fiber.The thesis context is first presented through an overview of ocean observation systems and low consumption electronic devices. After a brief review on the main characteristics of the optical architecture, we focused on the opto-electrical structure which permits the communication between the observatory and the remote instrument. The desired requirements have led us to the choice of the sensor (hydrophone), the data bit rate (5Mbit/s) and the communication protocol (SPI 3-Wire) used between both opto-electrical units, each one located at the both ends of the optical link. A special attention was devoted to the conception of the optically powered which must be low power consumption (66mW). All along this document, technical choices involved in the realization of both opto-electrical units are presented. We could evaluate the performance of the data transmission (BER less than 10-6) by using a demonstrator's test bench. Then, a first prototype designed for the ocean environment was presented through experimental measurements. Those tests were conducted in a test pool and have consisted in the detection of acoustic signals. In order to increase the range of compatible instruments, an alternative solution based on a FPGA was described and approved. This new design allows the SPI 4-Wire to be employed without any change of the current optical architecture.

Spongiaires Irciniidae de Méditerranée : Chimiotaxonomie, métabolites volatils et bio-indicateurs de pollution par les éléments traces métalliquesLe projet de recherche qui m’a été confié concerne l’étude des éponges Irciniidae de Méditerranée : Ircinia oros, I. variabilis, I. dendroides, Sarcotragus spinosulus et S. foetidus ; collectées, dans le cadre du programme ECIMAR (ANR Biodiversité 2006), dans huit différents sites : détroit de Gibraltar (Ceuta - Espagne), bassin nord occidental (Costa Blanca et l’Estartit – Espagne et Banyuls, Marseille et l’île de Corse - France) et le bassin oriental (Crète - Grèce et Liban).La famille Irciniidae est actuellement constituée de trois genres : Ircinia, Sarcotragus et Psammocinia. La systématique de ces éponges est relativement complexe. Ainsi, le statut de Sarcotragus est considéré comme incertain et la distinction entre certaines espèces d’Ircinia fait encore l’objet de nombreuses discussions. Pour tenter de clarifier ce désordre de la classification biologique, nous avons choisi, dans un premier temps, une étude chimiotaxonomique basée sur la RMN 1H et les analyses multivariées. Par cette approche de métabolomique des différentes espèces, nous avons pu démontrer que les genres Ircinia et Sarcotragus sont caractérisés, d’un point de vue chimique, par des marqueurs chimiotaxonomiques appartenant respectivement à la famille des furanoterpènes et des hydroquinones prénylées.Dans un second temps, nous avons mené une étude comparative des composés volatils présents dans les espèces I. oros, I. variabilis, I. dendroides et S. spinosulus, provenant de trois sites : Marseille, Ceuta et Costa blanca. En effet, des composés volatils comme le diméthylsulfure, le méthylisocyanate et le méthylisothiocyanate, sont présents dans Ircinia felix et ils sont responsables de la forte odeur caractéristique et nauséabonde de cette espèce. L’identité et le rôle écologique potentiel de l’ensemble des volatils sont encore peu étudiés. Plusieurs hypothèses concernant leurs origines ont été proposées (éponge et/ou symbiote) sans toutefois parvenir à une conclusion certaine. De plus, les composés volatils présents dans les éponges Sarcotragus n’ont pas été étudiés, bien qu’elles se distinguent également par une forte odeur. Dans ce cadre, nous avons mis au point un protocole d’étude des composés volatils des spongiaires en utilisant la microextraction SPME de l’espace de tête et l’analyse par CG-SM et/ou CG*CG-MS. Les composés identifiés sont des alcanes, des alcènes, des aldéhydes, des dérivés furaniques et soufrés, issus fort probablement de la dégradation de terpénoïdes par les bactéries associées aux éponges.Enfin, nous avons réalisé une étude comparative de la bioaccumulation d’éléments trace métalliques (ETM) par I. oros, I. variabilis et S. spinosulus, afin d’identifier de potentiels bioindicateurs de pollution par les ETM dont la contamination a considérablement augmenté en Méditerranée pendant ces 20 dernières années. Notre étude a révélé que les différentes espèces semblent bioaccumuler l’arsenic, le chrome, le cuivre, le fer et le plomb, alors qu’elles régulent le cadmium. / The Irciniidae marine sponges from the Mediterranean Sea: secondary metabolism, volatile compounds and potential bio-indicators of a heavy metal pollutionMarine sponges of the Irciniidae family (I. oros, I. variabilis, I. dendroides, S. spinosulus and S. foetidus) collected during the french ANR program ECIMAR from eight different areas over the Mediterranean Sea: Gibraltar Straits (Ceuta - Spain), North Western basin (Costa Blanca and Estartit – Spain and Banyuls, Marseille and Corsica Island - France, and Monaco) and Eastern basin (Crete - Greece and Lebanon) were studied.We used first a chemotaxonomical approach based on 1H NMR chemical fingerprints and multivariate analysis to better characterize the species. Systematic of the Irciniidae family is still unclear, notably the status of Sarcotragus is viewed as uncertain and the distinction of some Ircinia species remains difficult. To clarify this biological classification disorder, we used a chemosystematics strategy. In the present study, we showed that Ircinia and Sarcotragus genera are chemically characterized by chemotaxonomic markers belonging to furanoterpenes and prenylated hydroquinones families respectively. We report also a comparative GC-MS analysis of the volatile components of S. spinolusus, I. oros, I. variabilis and I. dendroides using static headspace solid phase microextraction (HS-SPME). Sponges of the genus Ircinia were described to exude low-molecular-weight volatile compounds (e.g., dimethyl sulfide, methyl isocyanide, methyl isothiocyanate) that give these sponges a characteristic strong and unpleasant odor. To date, the volatile constituents of sponges of the genus Sarcotragus have not been studied, though their odor is no lighter than the associated genus Ircinia from the same family. The impact of different parameters (e.g., sample weight, fiber coating, extraction time and temperature) was evaluated to determine the best conditions of analysis. The types of compounds identified include alkanes, alkenes, aldehydes, ketones, furans, and sulfides probably produced from bacterial degradation of naturally occurring terpenoids. Finally, we performed a comparative study on metal bioaccumulation by I. oros, I. variabilis, and S. spinosulus to select the most suitable species for metal monitoring. Contamination by heavy metals has increased drastically in the coastal Mediterranean during the last 20 years. Arsenic, chromium, copper, iron and lead bioaccumulation were shown to fit an accumulation strategy, while cadmium seemed to be bio-regulated.

Sous les effets combinés de la surexploitation des ressources marines et du changement climatique la mer Méditerranée se transforme progressivement en un point chaud du changement global. En dépit d’un grand nombre de modèles développés localement ou régionalement en mer Méditerranée, aucun ne s’est encore attelé aux modifications d'assemblages d’espèces à l’échelle du bassin avec une modélisation intégrée des écosystèmes de la physique jusqu’aux prédateurs et représentant explicitement les dimensions à la fois multi-spécifique, spatiale, et trophique. Ces travaux de thèse présentent donc un triple enjeu : (i) mettre en œuvre une telle modélisation de la richesse spécifique en Méditerranée basée sur les traits de vie et représentant l'intégralité du cycle de vie d’espèces en interaction ; (ii) projeter les conséquences des changements physiques et biogéochimiques induits par le changement climatique sur la distribution spatiale des espèces et sur la structure et le fonctionnement trophique de l'écosystème méditerranéen ; (iii) explorer des scénarios de gestion des pêches visant à reconstituer certains stocks d'intérêts commerciaux dans un contexte de changement climatique. Pour répondre à ces enjeux, un modèle end-to-end, OSMOSE-MED, s’appuyant sur le couplage d’un modèle de hauts niveaux trophiques OSMOSE à des modèles de physique et de biogéochimie NEMOMED12 et ECO3M-S, a été développé. Avec cent espèces modélisées, représentant près de 95 % des captures effectuées en Méditerranée, il s’agit du premier modèle trophique de ce type intégrant une aussi grande richesse spécifique, sur une échelle spatiale aussi vaste (la mer Méditerranée dans son ensemble) et à fine résolution (20x20 km²). Selon le scénario d'émissions de gaz à effet de serre RCP8.5, les projections réalisées avec le modèle OSMOSE-MED mettent en évidence une augmentation globale de la biomasse et des captures, respectivement de 22% et 7% d'ici la fin du siècle. Ces augmentations masquent néanmoins de grandes disparités géographiques. Le bassin oriental se démarque par une augmentation globale de la biomasse associée aux espèces exotiques. Au regard des captures, le modèle prévoit des augmentations dans le bassin oriental et une diminution importante dans la partie occidentale. Un changement de la composition spécifique des captures pourrait apparaître au cours du 21ème siècle avec l'apparition d'espèces gagnantes (e.g. anchois) et perdantes (e.g. merlu). Les espèces gagnantes seraient principalement les espèces de petits pélagiques, thermophiles et/ou exotiques, de plus petites tailles et de plus bas niveaux trophiques tandis que les espèces perdantes seraient généralement les grands démersaux et pélagiques, pouvant pâtir d'un décalage spatial avec leurs proies potentielles à la suite d'une contraction ou d'un déplacement de leur aire de répartition géographique. Dans ce contexte, les projections de scénarios de gestion des pêches mettent en évidence les avantages d'une plus grande sélectivité ou d'une réduction de la mortalité par pêche pour reconstituer certains stocks d'intérêts commerciaux, en particulier parmi les organismes appartenant au groupe des démersaux, benthiques et grands pélagiques. Une réduction de la mortalité par pêche pourrait en outre inverser les tendances projetées à la baisse de la biomasse et des captures totales en Méditerrannée occidentale. / Under the combined effects of overexploitation of marine resources and climate change the Mediterranean Sea is gradually becoming a hotspot of global change. Despite a large number of models developed locally or regionally in the Mediterranean Sea, no previous studies have addressed changes in species assemblages at the basin scale with an integrated ecosystem modelling from physics to predators and explicitly representing the multi-species, spatial, and trophic dimensions. This thesis work presents a threefold challenge: (i) implementing such a model of the species richness in the Mediterranean Sea based on life history traits and representing the entire life cycle of interacting species; (ii) projecting the consequences of physical and biogeochemical changes induced by climate change on the spatial distribution of species and on the structure and trophic functioning of the Mediterranean ecosystem; (iii) exploring fisheries management scenarios aiming at rebuilding some stocks of commercial interest in a climate change context. To address these challenges, an end-to-end model, OSMOSE-MED, based on the coupling of a high trophic level OSMOSE model with NEMOMED12 and ECO3M-S physical and biogeochemical models, has been developed. With 100 modelled species, representing nearly 95% of the catches made in the Mediterranean Sea, it is the first trophic model of this type to integrate such a large diversity of species, on such a large spatial scale (the Mediterranean Sea as a whole) and at fine resolution (20x20 km²). According to the greenhouse gas emissions scenario RCP8.5, projections made with the OSMOSE-MED model show an overall increase in biomass and catches of 22% and 7% respectively by the end of the century. However, these increases mask large geographical disparities. The eastern basin is characterized by an overall increase in biomass associated with exotic species. With regard to catches, the model projects increase in the eastern basin and a significant decrease in the western part. A change in the species composition of catches could appear during the 21st century with winner (e.g. anchovy) and loser (e.g. hake) species. Winner species would mainly belong to the small pelagics group, are thermophilic and/or exotic, of smaller sizes and of low trophic level while loser species are generally large-sized, some of them of great commercial interest, and could suffer from a spatial mismatch with potential prey subsequent to a contraction or shift of their geographic range. Fisheries management scenario projections highlight the benefits of greater selectivity or reduced fishing mortality for the recovery of certain stocks of commercial interest, particularly among organisms belonging to the demersal, benthic and large pelagic groups. A reduction in fishing mortality could also reverse the projected decline in biomass and total catches in the Western Mediterranean.

Dans le contexte actuel de transition énergétique, les acteurs de la production électrique (dont EDF) s'orientent de plus en plus vers les technologies "bas carbone", permettant de développer leur mix énergétique et d'assurer une production toujours plus respectueuse de l'environnement. Parmi l'ensemble des alternatives progressivement industrialisées au cours de ces dernières décennies, l'énergie éolienne voit son développement s'accélérer. De nouveaux projets voient le jour, notamment avec le développement de parcs éoliens posés en mer le long des côtes françaises.Afin de garantir une sécurité maximale des installations vis-à-vis des défaillances mécaniques, les ingénieurs doivent mettre en place un ensemble de vérifications ayant pour but d'assurer l'intégrité structurelle pendant une durée de vie donnée. Cette étape, nécessaire à la certification et donc à l'industrialisation du projet, exige un investissement numérique important. Dans le cas particulier de l'estimation de l'endommagement à durée de vie, un ensemble complet d'analyses doit être effectué afin de simuler les réactions structurelles en différents points de la conception et ce, pour l'ensemble des conditions environnementales de chargement possibles (cas de charge). Au total, quelques milliers de simulations correspondant à l'ensemble des situations probables sont à prévoir pour la seule estimation de l'endommagement à durée de vie. De plus, la prise en compte des différents phénomènes physiques du problème (aérodynamique, hydrodynamique, mécanique élastique), ainsi que la considération des non-linéarités des réponses liées à l'asservissement de la turbine, impliquent l'utilisation de codes de résolution temporels et multi-physiques coûteux pour chacune des situations de chargement à simuler.Afin de réduire l'investissement lié à l'estimation de cet endommagement, l'utilisation de méthodes numériques de substitution (également appelées métamodèles) est une alternative prometteuse. Ces méthodologies ont montré leur efficacité dans divers domaines de l'ingénierie permettant d'approcher, par diverses hypothèses statistiques, la réponse de modèles numériques en ne considérant qu'un nombre réduit de simulations.Ce travail de thèse s'est focalisé sur le développement d'outils numériques pour le dimensionnement efficace des structures éoliennes en mer et plus particulièrement sur l'utilisation des métamodèles de Krigeage (ou méthode de régression par processus gaussien) pour l'estimation de l'endommagement mécanique. Sous certaines hypothèses, cette méthode de substitution se prête particulièrement bien à l'approximation des réponses de modèles physiques, notamment grâce à la mise en place facilitée d'architectures itératives d'enrichissement ("active learning strategy"). Deux domaines ont principalement été étudiés : l'estimation rapide des quantités d'endommagement structurel par le développement de la méthode "Adaptive Kriging for Damage Assessment" (AK-DA) et les possibilités d'utilisation de cette dernière dans le cadre d'études de la fiabilité conceptuelle au regard de la tenue à l'endommagement. L'applicabilité de ces méthodes a été illustrée via l'utilisation d'exemples numériques inspirés du contexte industriel et de ses contraintes. / The mechanical certification of wind turbine structures is required for the funding of newoffshore projects on the French coasts. In order to ensure a maximal safety level of installations,a series of structural analyzes are required by the certification bodies. Amongst all, thedamage based computations represent an important numerical effort for EDF. The presentedworks focus on the applicability and the performances of Kriging metamodels for the estimationof the lifetime cumulated damage of offshore wind turbine structures (AK-DA approach)and the damage based reliability assessment of new designs (AK-MCS/AK-DA coupling).

Le bore est nécessaire pour le développement des plantes supérieures (structuration de la paroi végétale). Il pose cependant des problèmes (défoliation, pourriture et chute des fruits mûrs). Pour l’homme, sa toxicité se traduit par des nausées, des diarrhées, des troubles du développement intellectuel, neurologique et physique. La pénurie en eau douce conduit à dessaler l’eau de mer pour augmenter la quantité en eau destinée à la consommation humaine, l’industrie et l’agriculture. Lors de ce procédé, il faut éliminer les ions majeurs mais aussi le bore présent à des concentrations élevées (> 4,5 mg L–1, environ 0,45 mM). Son usage dans l’industrie et son rejet dans l’environnement conduisent à la pollution des eaux souterraines et de surface. Son élimination est donc indispensable, sachant que l’Organisation Mondiale de la Santé recommande une valeur guide de 0,5 mg L–1 dans l’eau potable et une valeur maximale de 0,3 mg L–1 dans l’eau utilisée pour l’irrigation. Cette thèse porte sur l’étude cinétique et thermodynamique des échanges du bore à la surface de différents matériaux en fonction de paramètres physico-chimiques (pH, concentration initiale …) à l’aide d’essais en réacteurs fermés et en colonnes. Deux types de résines commerciales ont été choisies : (i) les résines échangeuses d’anions Ambersep 900-OH et Amberlite IRA 402 Cl avec des fonctions ammonium, (ii) les résines spécifiques Amberlite IRA 743 et Diaion CRB 03 ayant des fonctions méthylglucamine. Les premières essais en réacteurs fermés montrent que les échanges liquide-solide sont rapides avec une élimination du bore > 96 % pour t < 30 min pour Amberlite IRA 743, Diaion CRB 03 et Ambersep 900-OH. Pour t > 2 h, un équilibre est observé pour toutes les résines. Le modèle du pseudosecond ordre permet de décrire la cinétique de sorption pour les 4 résines. A l’équilibre, l’adsorption est maximum d’une part dans une gamme de pH compris entre 6 et 12 pour les 2 résines sélectives Amb IRA 743 et CRB 03, et d’autre part pour un pH de 8 pour la résine Ambersep 900-OH et un pH 10 pour la résine Amberlite IRA 402 Cl. A pH 8 et pour les concentrations en bore < 20 mM, la sorption du bore est représentée par le modèle de type Langmuir pour Amberlite IRA 743, Ambersep 900-OH et Diaion CRB 03. Par contre, la rétention du bore sur Amberlite IRA 402 Cl suit une isotherme de type linéaire. A pH 8 et pour des concentrations en bore < 20 mM, les capacités de sorption sont : 1, 0,7, 0,3 et 0,05 mmol g–1 pour Diaion CRB 03, Amberlite IRA 743, Ambersep 900-OH et Amberlite IRA 402 Cl, respectivement. Les résines Ambersep 900-OH, échangeuse d’anions, et Amberlite IRA 743, sélective, ont été utilisées pour les essais en colonnes en fonction de la concentration en bore et du temps de séjour. Pour la résine spécifique, le temps de séjour dans la colonne affecte fortement le comportement du bore : lorsqu’il diminue, son élution est rapide suivie d’une longue traînée ; lorsqu’il augmente, la courbe de percée correspond à un système à l’équilibre. Pour un temps de séjour élevé, les résultats confirment la non-linéarité observée lors des essais en réacteurs fermés. Pour la résine échangeuse d’anions, la non-linéarité est aussi confirmée. Ces essais permettent de différencier le comportement du bore lors de sa désorption. La régénération est obtenue après des traitements acides et basiques pour la résine spécifique alors qu’un traitement alcalin est suffisant pour la résine anionique. Une étude plus détaillée des mécanismes est en cours et permettra de les intégrer dans un même modèle. La fixation du bore sur des pectines et sa rétention par des membranes d’ultrafiltration (membranes de seuil de coupure différent) a aussi été étudiée. Les pectines ont été caractérisées (composition en sucre et en bore présent initialement) et la viscosité des solutions pectiques mesurée. Des essais de filtration ont permis de déterminer l’efficacité de production et de rétention du bore sur ces matériaux. / Boron is an element, which is necessary as essential nutrient for living organisms, especially for plants where it is involved in cell wall composition. But boron excess can cause some problems on the development of plants (defoliation, decay and fall unripe fruits), of humans and animals such as nausea, diarrhoea, dermatitis, lethargy. Boron toxicity also changes blood composition, caused disorder in neurological, physical, intellectual development. Nowadays, due to the shortage of fresh water sources, seawater desalination has been becoming an alternative fresh water supply. However, the presence of boron in seawater is quite high (4.5 mg L–1, around 4.5 mM). Moreover, the increasing use of boron in industries and its discharge to the environment has led to the contamination of surface and ground waters. As the result, boron removal, in production of drinking water becomes very important. Therefore, the World health organization has recommended a guideline of 0.5 mg L–1 B in drinking water and a maximum limit of 0.3 mg L–1 B in fresh water used for irrigation. The objective of this thesis is to study the mechanisms of boron surface exchange on different materials versus time and at equilibrium depending on some physicochemical parameters such as pH, initial boron concentration, reaction time in order to find a new exchanger for boron removal. Boron removal was carried out by ion exchange process using 2 types of resins: Amberlite IRA 743, Diaion CRB 03 as boron selective resins with methylglucamine functions, and Ambersep 900-OH and Amberlite IRA 402 Cl as anionic exchange resins with ammonium functions. From batch studies, fast exchange between resin surface and liquid phase was observed with boron removal up to at least 96 % within 30 min for Amberlite IRA 743, Diaion CRB 03 and Ambersep 900- OH. The reaction between resin surface and boron solution reached equilibrium after 2 h for all the resins. The pseudo-second order kinetic model was used to well describe the sorption kinetic process of the resins. At equilibrium, the experimental results showed that the maximum adsorption was observed to be achieved at pH 8 for Ambersep 900- OH, pH 10 for Amberlite IRA 402 Cl and independent on pH range from 6 to 12 for the 2 boron selective resins Amberlite IRA 743 and Diaion CRB 03. At pH 8 and for boron concentrations < 20 mM, the Langmuir-type relationship was used to fit the experimental data for Amberlite IRA 743, Ambersep 900- OH and resin Diaion CRB 03. In the range of studied boron concentration, the boron sorption onto Amberlite IRA 402 Cl followed linear-type behaviour. At pH 8 and for boron concentrations < 20 mM, the sorption capacities are: 1, 0,7, 0,3 et 0,05 mmol g–1 for Diaion CRB 03, Amberlite IRA 743, Ambersep 900- OH and Amberlite IRA 402 Cl, respectively. Column experiments were performed with the anionic resin Ambersep 900-OH and the selective one Amberlite IRA 743 by studying both the influence of boron concentration and the residence time. For the selective resin, if the residence time decreases, the boron breakthrough is fast followed by a long tail. For larger residence time, local equilibrium seems to be assumed. Results are thus consistent with batch experimental data. For the anionic resin, the nonlinear behaviour is also confirmed. Moreover, column experiments showed a strong difference during desorption. To regenerate resins, acid and basic treatments are necessary for the selective resin although a basic solution is enough for the anionic resin. A more detailed study of mechanisms is in progress in order to build a exchange model for predicting boron fate. Finally, characterization of pectins was also performed. Its composition (sugar and boron content) and the viscosity of pectin solutions were quantified. Filtration experiments allowed testing the efficiency of such material to remove boron too

Afin de lutter contre l'érosion du littoral, les phénomènes de submersion marine ou d'inondation, des rechargements sédimentaires issus de sable de dragage ont été réalisés au droit d'ouvrages clés le long de la façade maritime du Grand Port Maritime de Dunkerque (GPMD). L'objectif principal de cette étude est d'analyser l'évolution de différents types de rechargements sédimentaires le long d'ouvrages présentant un intérêt stratégique : un rechargement de plage de 1,5 millions de m³ (Mm³) face à la digue des Alliés dans la station balnéaire de Malo-les-Bains et un recharchement subtidal de 3 Mm³ face à la digue du Ruytingen à l'avant-port ouest du GPMD. Des levées topographiques et bathymétriques successifs ont permis d'établir des bilans sédimentaires des zones rechargées. Bien que ces bilans soient négatifs dans les deux cas, les pertes de sédiments restent modérées, notamment concernant l'opération de la digue des Alliés dont le volume a diminué de 12,3% en un peu plus de 3 ans. Une zone d'érosion marquée a été identifiée à l'ouest, tandis qu'une partie du sable est redistribué vers l'est sous l'effet des courants de marée et de la dérive littorale comme à Malo-les-Bains où la plage à l'est du rechargement bénéficie d'un apport sableux. Le rechargement subtidal a perdu une plus grande proportion de son volume de sable que le rechargement de plage. L'analyse des forçages météo-marins a montré que l'évolution morpho-sédimentaire des rechargements dépend de leur exposition aux houles, le rechargement subtidal face à la digue du Ruytingen étant plus exposé aux houles dominantes de secteur ouest que celui de Malo-les-Bains, plus influencé par les houles de nord-est. / In order to prevent coastal erosion and marine flooding, artificial replenishments using dredged sand have been carried out in front of key coastal structures along the coast of the Grand Port Maritime de Dunkerque (GPMD). The main objective of this study is to analyse the evolution of different types of artificial replenishments along structures of strategic interest of the GPMD : a beach nourishment of 1.5 million m³ (Mm³) in front of the dike called "Digue des Alliés" in the seaside resort of Malo-les-Bains and a subtidal nourishment of 3 Mm³ in front of the "Digue du Ruytingen" in the Western Port. Successive topographic and bathymetric surveys enabled to evaluate the sediment budgets of the nourished zones. Although the sediment budgets are negative in both cases, sans losses are nevertheless moderate compared to other artificial replenishments around the world, particularly for the beach fill in front of the "Digue des Alliés" where sediment volume decreased by 12.3% over three years. Significant erosion has been identified in the western part of the nourishment site, the eroded material being partly redistributed eastward along th beach of Malo-les-Bains under the influence of tidal currents and littoral drift. The subtidal replenishment lost a higher proportion of its initial sediment volume compared to the subaerial beach replenishment. Analysis of hydro-meteorological forcing showed that the morpho-sedimentary evolution of each operation strongly depends on their wave exposition, the subtidal replenishment in front of the "Digue du Ruytingen" being much more exposed to the dominant waves from W than the one in Malo-les-Bains more influenced by waves from NE.

Cette thèse étudie la relation entre les dynamiques migratoires et les trajectoires sociales des migrants nés dans les DOM et installés en France métropolitaine. Ma recherche se focalise sur la démographie des flux migratoires, l’insertion sur le marché du travail, ainsi que le rôle joué par la citoyenneté et les frontières ethno-raciales. J’adopte une approche multi-méthodes. D’une part, je combine des bases de données issues d’enquêtes menées en métropole et dans les DOM, offrant une perspective de long terme sur les flux migratoires et les trajectoires des migrants (Recensements de la Population 1968-1999 ; Enquêtes Emploi 1982-2012 ; Trajectoires et Origines 2008 ; Migration Famille Vieillissement 2012). D’autre part, j’ai mené 40 entretiens semi-directifs avec des ultramarins de la région parisienne, travaillant pour beaucoup dans le secteur public. Mes résultats montrent l’impact des politiques publiques encourageant la migration sur la croissance, la structure et la sélection des flux. En étudiant l’effet croisé des politiques, du contexte économique et des dynamiques familiales, mes analyses montrent comment la mobilité des ultramarins répond à des enjeux économiques, émotionnels et normatifs. La position intermédiaire des migrants des DOM – situés entre la population majoritaire et les immigrés – joue à des niveaux objectifs et subjectifs. Les effets combinés de leur catégorisation raciale en tant que Noirs, des variations liées aux perceptions de leur couleur de peau et de la légitimité conférée par l’ancienneté de leur citoyenneté française façonnent leurs positions socioéconomiques et symboliques dans la stratification sociale française. / This thesis studies the relation between migration dynamics and social paths of migrants born in the French Overseas Departments (DOM) and living in mainland France. My research focuses on the demography of migration flows, labor market outcomes, as well as the role played by citizenship and ethno-racial boundaries. I follow a mixed-methods approach. On the one hand, I combine large datasets from surveys conducted in mainland France and the DOM, providing a long-term assessment of migration flows and migrants’ trajectories (the French Census from 1968 to 1999; the Labor Force Survey from 1982 to 2012; Trajectoires et Origines, 2008; Migration Family Ageing, 2012). On the other hand, I conducted 40 semi-directive interviews with overseas migrants living in the Paris area, focusing mainly on public servants. My results show the impact of public policies promoting migration on flows’ growth, structure, and selection. Looking at the crossed effect of policies, economic context, and family dynamics, my analysis reveals how migrants balance economic, emotional, and normative concerns. The intermediary position of overseas migrants – positioned between the majority population and international migrants – plays at objective and subjective levels. The combined effects of their racial categorization as Black, the within-variations related to perceptions of their skin color, and the legitimacy granted by their long-held French citizenship, shapes their socioeconomic and symbolic positions within the French social stratification.