Depuis le lancement du satellite TOPEX/POSEIDON au début des années quatre-vingt-dix, nos connaissances des courants observables à la surface de l'océan se sont grandement développées. Cependant, de nombreuses interrogations les concernant demeurent, l'objectif de cette thèse est donc de contribuer à une meilleure compréhension de leurs dynamiques. Les structures de grande échelle (supérieures à environ 500 kilomètres) sont particulièrement bien représentées par l'altimétrie satellitaire et constituent donc le sujet principal de cette thèse. Nous nous sommes principalement posés les trois questions suivantes : quelle est la structure verticale des courants observés en surface ? Comment expliquer la répartition de l'énergie spectrale associée ? Et enfin : l'instabilité barocline (de grande échelle) peut-elle être une source d'énergie de ces courants ? Ce qui suit est une brève description des résultats obtenus et de la méthodologie employée. La première partie de la thèse traite de la structure verticale des anomalies de courant de grande échelle observées dans l'altimétrie. Un modèle simple, se basant sur les équations quasi géostrophiques linéarisées autour d'un état de repos, est utilisé pour calculer la solution sous la surface à l'aide de données altimétriques et de données de stratification moyenne. Son fonctionnement est évalué, tout d'abord à l'aide de simulations numériques, puis ensuite grâce à une base de données de courantomètres. Le modèle donne des résultats corrects aux basses latitudes, là où le courant moyen et la topographie ont une influence mineure sur les anomalies de grande échelle. La deuxième partie s'intéresse à la modification des relations de dispersion des ondes de Rossby libres par une topographie et un courant moyen, tous les deux horizontalement et verticalement variables. Des cas idéalisés sont dans un premier temps étudiés afin de mieux comprendre les effets respectifs de chaque champ, puis le calcul est effectué sur une zone de l'Atlantique Nord et comparé à la répartition de l'énergie spectrale telle qu'observée dans l'altimétrie satellitaire. Les résultats suggèrent que l'effet de ces champs variables sur la propagation de ces ondes, comme explication de l'énergie spectrale trouvée en dehors des relations de dispersion (jusque-là calculées pour des champs constants dans la littérature sur le sujet), ne peut pas être écarté. Dans la dernière partie les modes instables et grande échelle de la circulation moyenne sont étudiés localement, dans des cadres idéalisés. Le calcul local est ensuite effectué, grâce à des données de la circulation moyenne, sur l'ensemble du globe. Les résultats révèlent que les zones les plus instables sont généralement situées aux basses latitudes et possèdent des temps de croissance compatibles avec un forçage des anomalies grande échelle observées à ces latitudes / No.

L’objectif de ce travail est d’étudier la sédimentologie des dépôts organiques dans un bassin hémipélagique (séries mésozoïques du Bassin du S-E de la France) afin de comprendre les processus de transport et de préservation de la matière organique (MO), ainsi que sa distribution dans les différents cortèges sédimentaires. Les résultats démontrent qu’il n’y a pas de relation entre le cortège organique et la granulométrie de la fraction terrigène ou la minéralogie de la fraction argileuse. Des turbidites sont présentes dans un niveau organique particulier, mais elles n’ont pas acheminé de MO terrestre dans le bassin ; au contraire, elles ont eu un rôle négatif sur la préservation du contenu organique. De la MO terrestre est observée dans certains niveaux organiques, mais sans lien avec des dépôts gravitaires, signifiant donc que la MO terrestre peut être transportée vers le domaine marin distal sans nécessairement impliquer des processus gravitaires. Il n’y a pas de lien évident entre la nature de la MO et les cortèges de dépôts dans les séquences stratigraphiques de 3e ordre. L’apport majeur de ce travail concerne l’approche multi-facteurs de la sédimentologie de la MO en domaine marin. Pour une productivité primaire marine constamment faible à normale, il a été mis en avant le rôle de 3 facteurs clés pour la formation de dépôts organiques en bassin hémipélagique : le taux de sédimentation, la nature intrinsèque de la MO, et les conditions d’oxygénation du bassin. Les niveaux organiques les plus riches en MO sont les événements anoxiques globaux, démontrant que l’anoxie est le facteur permettant les plus fortes accumulations organiques dans ce type de bassin sédimentaire. / The goal of this work is to study the sedimentology of organic deposits in a hemipelagic basin (Mesozoic deposits of the S-E France Basin) in order to understand the processes responsible for transport and preservation of organic matter (OM), as well as its distribution in various sedimentary settings. The results demonstrate that there is no relationship between the organic content and the grain size of the terrigenous fraction or the mineralogy of the clay fraction. Turbidites are present in a particular organic level, but they did not convey terrestrial OM in the basin; on the contrary, they had a negative role upon the preservation of the organic content. Terrestrial OM is observed in some organic levels, but not related to gravity deposits, meaning that terrestrial OM can be transported to the distal marine domain without necessarily involving gravity processes. There is no clear link between the nature of the OM and the place of the deposits in the 3rd order stratigraphic sequences. The major contribution of the present work concerns the multi-factor approach to the sedimentology of OM in the marine domain. For a constantly low to normal marine primary productivity, it was highlighted the role of 3 key factors for the formation of organic deposits in the hemipelagic basin: the sedimentation rate, the intrinsic nature of OM, and the basin oxygenation conditions. The organic levels the richest in OM are the global anoxic events, which show that anoxia is the factor allowing the strongest organic accumulations in this type of sedimentary basin.

En se basant sur un niveau océanique constant, les études des nappes côtières ne considèrent généralement pas l'impact des forçages océaniques. Notre approche combine le suivi à long terme de la « Nappe des Sables » de l'Ermitage (en arrière d'un récif frangeant, La Réunion) avec la réalisation de modèles numériques dans le but de tester l'influence des de ces forçages sur l'évolution de la piézométrie, du front dispersif et des flux transitant le long de la limite océanique. En mettant en parallèle le comportement de la nappe et du domaine océanique (récif), ces travaux présentent l'étude comparative la plus complète d'un système côtier, basée sur un enregistrement en continu d'environ 600 jours. Il apparaît que la géométrie du modèle et les paramètres hydrodynamiques choisis, associés à différents types de forçages océaniques, ont des conséquences variables sur la piézométrie, le front dispersif et les flux. Ainsi, les différentes définitions de limite océanique testées sur des simulations reproduisant la période de suivi montrent que la prise en compte d'une limite océanique complexe en régime transitoire sur cette période génère une meilleure reproductibilité des signaux enregistrés (piézométriques et salinité) que lorsque l'on utilise un niveau océanique moyen constant dans les modèles. Ces résultats mettent en évidence qu'une bonne compréhension des mécanismes hydrodynamiques au sein des nappes côtières implique la mise en place d'un suivi à long terme des phénomènes de forçage océanique qui agissent directement sur la nappe. La caractérisation des différents forçages océaniques nécessite de décomposer le signal global, dont l'analyse en harmonique permet d'identifier les contributions respectives des oscillations périodiques et homogènes de marée et des oscillations brusques et ponctuelles liées à la houle. La modélisation met ici en évidence qu'il est indispensable que la complexité du système naturel soit reproduite de manière réaliste dans les futures études des nappes côtières. Dans cette optique, la combinaison des données hydrogéologiques et océanographiques dans des environnements côtiers où ces approches n'ont, jusqu'à présent, jamais été couplées, permettra de quantifier l'impact des forçages océaniques sur ces milieux. / Studies of coastal aquifers based on a constant mean sea level generally not consider the impact of oceanic oscillations. Our approach combines a long-term recording of “La Nappe des Sables” (adjacent to the fringing reef system of l'Ermitage, La Reunion) with numerical models in order to investigate the influence of these oceanic seasonal oscillations on groundwater hydrodynamics, seawater intrusions and submarine groundwater discharges. Analyzing both the behavior of the aquifer and the oceanic domain (reef), this study integrates a continuous recording of 600 days. It shows that the geometry and the hydrodynamic parameters chosen in the model, correlated to three types of oceanic oscillations, have variable consequences on the hydraulic head, the dispersive front and submarine groundwater discharges. Moreover, taking into account different complex oceanic boundaries in transient simulations over this 600 days period generates a better reproducibility of recorded signals (hydraulic head and salinity). These results underline that a long-term recording of oceanic oscillations is necessary for a good understanding of hydrodynamic mechanisms within coastal aquifers. The global signal must be decomposed with a harmonic analysis in order to identify the respective contributions of wave set up and tidal pumping to this signal. Our models reveal that the complexity of the natural system must be accounted for realistically in future numerical studies. The combination of hydrogeological and oceanographical data will allow the quantification of the impact of oceanic seasonal oscillations on such environments.

La diadromie représente un cycle de vie qui implique obligatoirement des migrations entre la mer et l’eau douce. La diadromie s’est maintenue dans différentes lignées évolutives de poissons, mettant ainsi en évidence l’existence d’avantages adaptatifs comme la capacité à coloniser des milieux vierges ou de mieux exploiter la variabilité spatio-temporelle de l’environnement. Une hypothèse pour expliquer l’origine et le maintien de la diadromie postule que les migrations entre mer et rivière ont pour but de placer les individus dans le milieu qui favorisera la croissance avant la première reproduction. Une croissance en mer et une reproduction en rivière (anadromie) serait favorisée si la productivité primaire en eau douce est inférieure à celle des milieux marins environnants tandis que la situation inverse (catadromie ; reproduction en mer, croissance en rivière) est attendue quand le différentiel de productivité est en faveur des eaux douces. Les résultats de notre étude réalisée à l’échelle du globe confirment cette hypothèse et montrent également que les poissons diadromes se trouvent majoritairement dans des rivières à faible richesse spécifique et/ou ouvertes à la colonisation après le retrait des glaciers au Quaternaire. Leur capacité à coloniser de nouveaux milieux permet aux diadromes d’être très présents sur les îles océaniques. Si la biodiversité sur les îles océaniques a été largement étudiée, très peu d’études ont porté sur les poissons d’eau douce qui s’y trouvent. Notre étude des peuplements de poissons des îles polynésiennes confirme la généralité d’un modèle proposé pour les faunes terrestres prédisant une relation en dôme entre richesse spécifique et âge de l’île. Nos résultats montrent également que la richesse diminue avec la distance au centre de biodiversité le plus proche et augmente avec l’altitude maximale de l’île.Malgré leur succès évolutif, les poissons diadromes se révèlent très vulnérables face aux activités humaines (surexploitation, pollution de l’eau, barrages…). De ce fait, de nombreuses espèces sont classées comme vulnérables par l’IUCN. Paradoxalement, notre étude sur les caractéristiques biologiques et écologiques des espèces qui se sont éteintes récemment à l’échelle du globe n’identifie pas la diadromie comme un facteur aggravant. Cette étude montre que le critère biologique principal menant à l’extinction est l’endémisme et une aire de distribution géographique restreinte. Bien que souvent en déclin, beaucoup d’espèces diadromes ont jusqu’ici échappé à l’extinction du fait de leur aire de distribution initiale de grande taille, résultat probable de leur grande capacité de dispersion. Un très bon exemple est l’esturgeon européen, Acipenser sturio, initialement largement distribué en Europe mais qui après un fort déclin à partir de 1850 ne se reproduit plus que dans le seul bassin de la Garonne. Pour mieux suivre le déclin de cette espèce au cours du temps, nous avons étudié sa distribution avant 1850 à l’aide de données archéozoologiques. L’analyse de ces données suggère une diminution des populations très ancienne, initiée il y a 2500 ans. A l’aide de températures passées reconstituées, nous avons montré que des températures élevées expliquent en partie l’occurrence d’esturgeons dans les sites archéologiques mais sans contribuer à expliquer son déclin. Ces résultats suggèrent un impact de l’homme précoce sur les populations d’esturgeons. Cette thèse a permis de synthétiser les connaissances sur les poissons diadromes concernant leur distribution géographique à diverses échelles de temps et d’espace, et de contribuer à une meilleure compréhension de leur diversité et de leur vulnérabilité. / Diadromous species exhibit a life-cycle implying migrations between freshwater and ocean. Diadromy is observed in many fish lineages suggesting that adaptive traits are associated with this strategy such as better dispersal ability and more efficient tracking of the spatio-temporal variability of the environment. One of the hypotheses that have been put forward to explain the evolution and persistence of diadromy states that the purpose of migrations is to select environmental conditions that will optimize pre-reproductive growth. Growing at sea and reproducing in river (anadromy) is supposed to be favored when freshwater primary productivity is lower in freshwater than in the nearby sea. The reverse (growing in freshwater, reproducing in ocean; catadromy) is expected when productivity is higher in sea than in freshwater. According to our study, conducted at a global scale, this hypothesis holds true. In addition it is shown that diadromous species are overrepresented in species poor rivers and/or in those that have been open to colonization after the retreat of glaciers after the last glacial maximum. Because of their dispersal ability, diadromous species are also over-represented on oceanic islands. Biodiversity on islands is classical topic of biogeography but yet few studies have dealt with freshwater fishes. In our study of fish communities from the Polynesian islands, we demonstrate the generality of a model initially built to explain terrestrial biodiversity on oceanic islands. As predicted by this model, species richness peaks at peaks at intermediate island age. Also revealed by our results are a positive relationship between island elevation and species richness and a decrease in species richness as the distance from the nearest biodiversity hotspot increases. Diadromy has been a successful strategy over geologic times but in face to human activities it seems to contribute to extinction proneness, as exemplified by the numerous diadromous species red listed by IUCN. Paradoxically, our study about the biological and ecological traits shared by the freshwater fishes that have been recently globally extinct does not suggest that diadromy has been a major factor. This study points to endemism and restricted geographic range size as the major determinants of extinction. It seems that because of their dispersal abilities, diadromous species tend to have widespread historical distributions and, even if many species are declining, this prevented most of them from being entirely extirpated. This is well exemplified by the European sturgeon (Asipenser sturio), formerly widely distributed over Europe and now restricted to one reproducing population in the Garonne River, because of dramatic population collapses after 1850. To have a better idea of the fate of this species before 1850, we analyzed archaeozoological records. According to our analyses, sturgeons started to decline a long time ago, about 2500 years ago. Using reconstructed past temperatures, our analyses show that a high temperature increases the probability of finding this species in archeological remains but cannot explain entirely the observed decline. This suggests that human activities impacted sturgeon populations well before the industrial revolution. This thesis by synthesizing species occurrence data over different spatial and temporal scales contributed to a better knowledge about the diversity and vulnerability of diadromous fishes.

Les radars à synthèse d'ouverture (SAR) spatioportés ont fait la preuve de leur valeur inestimable dans l'observation des vents et des vagues océaniques mondiaux. Les images SAR acquises par plusieurs capteurs sont utilisées, notamment Sentinel-1 (S-1), Envisat/ASAR, Gaofen-3 et Radarsat-2. Cette thèse passe en revue les paramètres SAR couramment utilisés dans la première partie. Une série d'étapes d'étalonnage sont nécessaires pour obtenir un NRCS approprié et une évaluation du NRCS est effectuée pour le mode d'onde S-1 (WV). Il s'avère que WV est mal calibré et est donc recalibré pour obtenir un NRCS précis. Il a été démontré que la coupure de l'azimut est complémentaire du NRCS et peut expliquer l'impact de l'état de la mer sur l'extraction du vent. D'après les produits SAR entièrement polarimétriques disponibles, la coupure de l'azimut varie considérablement en fonction des polarisations. La transformation actuelle de la cartographie SAR est suffisante pour interpréter la coupure azimutale copolarisée, mais pas pour la polarisation croisée. Compte tenu des limites de l'imagerie SAR, un nouveau paramètre est proposé et défini en fonction du spectre croisé de l'image SAR, appelé MACS. La partie imaginaire de MACS est une quantité signée par rapport à la direction du vent. Compte tenu de cette dépendance, on s'attend à ce qu'un algorithme indépendant de récupération du vent en bénéficie. L'ampleur du MACS peut aider à estimer la fonction de modulation de la cartographie SAR. De plus, la MACS donne également des résultats prometteurs en ce qui concerne les études globales sur les vagues. Les signatures globales du MACS à différentes longueurs d'onde sont bien représentatives de la distribution spatiale et saisonnière des vents. Les MACS des vagues longues montrent des valeurs plus élevées sur les trajectoires des tempêtes alors que les vagues plus courtes sont principalement dans les vents des trader. Ces résultats devraient aider à évaluer les résultats du modèle et compléter les études ultérieures sur le climat spectral global des vagues. / Spaceborne synthetic aperture radar (SAR) has been demonstrated invaluable in observing the global ocean winds and waves. SAR images acquired by multiple sensors are employed, including Sentinel-1(S-1), Envisat/ASAR, Gaofen-3 and Radarsat-2. This thesis reviews the commonly used SAR parameters (NRCS and azimuth cutoff) in the first part. A series of calibration steps are required to obtain a proper NRCS and assessment of NRCS is carried out for S-1wave mode (WV). It turns out that WV is poorly calibrated and is thus re-calibrated to obtain accurate NRCS. Azimuth cut off is demonstrated to be complementary to NRCS and can account for the sea state impact on the wind retrieval. Based on the available fully polarimetric SAR products, azimuth cut off is found to vary greatly with polarizations. The present SAR mapping transformation is sufficient to interpret the co-polarized azimuth cut off, while not for the cross-polarization. With the limitations of SAR imaging in mind, a new parameter is proposed and defined based on the SAR image cross-spectra, termed as MACS. The imaginary part of MACS is found to be a signed quantity relative to the wind direction. Given this dependence, an independent wind retrieval algorithm is expected to benefit. The magnitude of MACS is able to aid for estimate of modulation function of SAR mapping. In addition, MACS also gives promising results regarding the global wave studies. The global signatures of MACS at various wave lengths are well representative of the winds distributions, spatially and seasonally. MACS of long waves shows greater values over the storm tracks while the shorter waves are mostly within the trader winds. These results are expected to help evaluate the model outputs and complement further studies of the global wave spectral climate. Data continuity in the coming 10 years shall extend the study towards longer duration.

Six sites ont été choisis pour une étude comparative de pillow lavas provenant de différents contextes géologiques: (1) Dorsale Nord-Atlantique 36' N, (2) Ride Est-Pacifique 13' N, (3) Monts Ibléens en Sicile sud-orientale et (4) Laves pré-etnéennes (Aci Castello) en Sicile orientale, (5) Massif du Montgenèvre (France/Italie) et (6) Zone d'Arosa (Suisse) dans les Alpes. Sur les dorsales actuelles a été échantillonné du matériel volcanique frais ("âge 0"), les laves siciliennes, légèrement altérées, sont d'âge miocène-pléistocène, enfin les laves alpines font partie de complexes ophiolitiques Jurassique supérieur-Crétacé inférieur à moyen. Les études comparatives se sont portées prioritairement sur les aspects morphologiques de ces unités effusives sous-marines. L'architecture et les dynamismes éruptifs au sein de différents ensembles paléovolcaniques ont été reconstitués à la lumière des observations de coulées récentes sur les dorsales actuelles. Les principaux facteurs ayant présidé à la mise en place des pillows sont : le taux d'effusion, la fluidité de la lave, sa vitesse d'écoulement, les surfaces topographiques sous-jacentes (inclinaison, reliefs) et enfin la gravité. Il ressort que les pillow lavas des domaines océaniques actuels et ophiolitiques présentent de nombreuses similitudes morphologiques. Les activités volcaniques apparaissent dans ces deux cas essentiellement effusives avec des taux d'effusion élevés indiqués par une abondance de laves massives, de méga-pillows et de pillows peu vésiculaires. Les laves siciliennes se différencient elles par des morphologies plus arrondies et une abondance de brèches et matériaux volcaniclastiques. Les activités volcaniques apparaissent dans ce cas plus franchement explosives, la forte vésicularité des laves siciliennes attestent de leur mise en place sous de faibles profondeurs d'eau. Dans tous les sites , des unités bréchiques apparaissent étroitement associées aux pillow lavas, elles seraient liées aux facteurs suivants: baisse de l'apport de lave,autobréchification, friction interne, hydromagmatisme et phénomènes gravitaires. Ainsi sur la plupart des sites étudiés, des édifices volcaniques construits ont pu être mis en évidence. Ces édifices présentent un coeur en laves massives (faciès proximaux), passant verticalement et latéralement à des pillows allongés puis bréchifiés, et enfin à des accumulations de brèches de laves par baisse de l'apport de lave (faciès distaux). Ces édifices ont des tailles décamétriques à hectométriques sur les rides actuelles, les séquences volcaniques siciliennes présentent des tailles similaires, alors que dans les ophiolites alpines, les effets de la tectonique ne permettent que des observations fragmentaires. Les roches étudiées correspondent à des laves aphyriques à (micro-)porphyriques, avec comme phases minéralogiques précoces: olivine, plagioclase, spinelle chromifère et clinopyroxène (+ orthopyroxène). Ce sont des basaltes de type subalcalin tholéiitique à transitionnel: NàT-MORB (rides actuelles + ophiolites alpines) à intraplaque océanique: WPB (laves siciliennes). Les pillow lavas océaniques actuels et ophiolitiques montrent de grandes similitudes texturales, mais les transitions graduelles entre les bords et les centres s'effectuent sur des distances variables. Ainsi ces variations sont beaucoup plus rapides dans les laves actuelles que dans celles ophiolitiques, liées peut-être à des gradients thermiques originellement plus faibles dans les dernières. Les pillows siciliens, porphyriques, présentent des transitions encore plus rapides et sont dépourvus de textures variolitiques. Les textures variolitiques sont caractéristiques des laves aphyriques, elles paraissent dépendre intimement de la vitesse de cristallisation, du gradient originel thermique entre les bords et les centres des pillows, de la vésicularité, ainsi que de la présence de phases minéralogiques primaires (phénocristaux) inhibant leur développement. L'altération (océanique et hydrothermale) et le métamorphisme mettent encore mieux en évidence les textures variolitiques, en accentuant le contraste de composition avec la mésostase : varioles pluricentimétriques dans les pillows ophiolitiques.

Les reconstitutions paléobathymetriques des domaines océaniques permettent d'examiner non seulement la profondeur du plancher mais aussi la géometrie et l'évolution des chenaux de communication entre les différents bassins océaniques. Connaitre la bathymétrie est indispensable pour comprendre l'organisation et la distribution des corps sédimentaires et les répartitions des micro-organismes. L'étude des circulations océaniques et des concentrations de matières minérales associées suppose que soit établie une carte bathymétrique. La carte bathymétrique obtenue par la méthode exposée donne une profondeur génèrale préliminaire. Elle peut servir de base à des études de la sédimentation et des courants. Appliquée a la Téthys toute entière, cette méthode permet de caractériser au mieux la morphologie des seuils caraibes, méditerraneen, et indonésien et les circulations entre les bassins océaniques qu'ils séparent. L'utilisation d'un modèle numérique de circulations océaniques permet notamment de mettre en évidence l'influence de la topographie sur la distribution et la vitesse des courants. Un modèle de circulations océaniques au Tithonique supérieur est proposé et permet de localiser les zones potentielles d'upwellings

L'Equateur est localisé le long de la marge nord-ouest du continent sud américain. D'est en ouest, l'Equateur comprend le bassin d'Oriente, les cordillères andines et la bordure côtière pacifique. Les Andes d'Equateur sont formées par deux cordillères séparées par une vallée inter-andine. La Cordillère occidentale et la partie côtière sont composées de terrains océaniques d'âge Crétacé à Eocène. Ces terrains sont constitués de plateaux océaniques et localement d'arc insulaires, qui se sont accrétés à la marge ouest d'Equateur. Plus tard, à l'Eocène supérieur, un arc continental s'est développé, d'abord dans la partie ouest de la marge, puis il a migré vers l'est. Pendant le Miocène moyen à supérieur, plusieurs corps intrusifs se sont mis en place le long la cordillère ouest. A l'Oligocène, des failles kilométriques transpressives dextres se sont développées. Ces failles ont permis l'exhumation des roches magmatiques et métamorphiques. Les roches métamorphiques exhumées sont constituées d'amphibolites, de granulites et métapélites à grenat et quartz. Les roches magmatiques sont des basaltes, dolérites, gabbros, pyroxènites et peridotites. Les roches mafiques, les amphibolites ainsi que les granulites montrent des affinités géochimiques de plateau océanique et d'arc insulaire. Les roches ultramafiques représentent des fragments du manteau appauvri. Toutes ces roches forment la racine de la Cordillère occidental d'Equateur. Les métapélites et les métabasites ont enregistré des histoires termo-barométriques très différentes. Alors que les métabasites sont marquées par un gradient métamorphique BP – HT, les métapélites enregistrent un métamorphisme HP – BT. Les corps intrusifs échantillonnés le long de la Cordillère occidentale peuvent être classés en trois types : intrusifs de nature calco-alcaline, intrusifs d'affinité adakitique et intrusifs adakitiques. La mesure et l'étude des compositions isotopiques (Pb, Nd, Sr) des intrusifs miocènes, couplées à celles des terrains océaniques accrétés à la marge équatorienne ont permis d'apporter des contraintes sur l'origine de ces intrusifs. Les intrusifs calco-alcalins sont probablement issus de la fusion du coin du manteau. En revanche, nous proposons que les terrains océaniques accrétés aient participé à la genèse des intrusifs adakitiques par fusion lors de l'épisode métamorphique BP-HT enregistré par ces roches métabasiques.

Notre connaissance de la diversité virale associée aux microorganismes procaryotiques issus des sources hydrothermales océaniques profondes demeure encore limitée. Peu d’études se sont intéressées à l’abondance virale ou à l’impact des virus sur la mortalité microbienne au sein de ces écosystèmes. Le nombre de virus caractérisés, issus de ces environnements, reste faible. Deux virus, PAV1 et TPV1, associés à des archées hyperthermophiles anaérobies appartenant à l’ordre des Thermococcales ont été décrits dans notre laboratoire. Afin de poursuivre nos recherches sur la diversité virale infectant les microorganismes hydrothermaux marins, l’ordre bactérien des Thermotogales a été ciblé. Cet ordre est composé de bactéries chimioorganotrophes anaérobies pour la plupart hyper/thermophiles. Elles partagent la même niche écologique que les Thermococcales et sont métaboliquement proches. De nombreux transferts latéraux de gènes ont, par ailleurs, contribué à l’histoire évolutive des Thermotogales, subodorant l’implication potentielle de virus. La présence de séquences CRISPR a également été rapportée au sein de plusieurs génomes de Thermotogales, suggérant que les Thermotogales sont ou ont certainement déjà été exposées à des infections virales. Pour autant, à ce jour, les seuls éléments génétiques mobiles à avoir réellement été décrits chez les Thermotogales sont 3 miniplasmides et aucun virus. Une cinquantaine de souches de Thermotogales provenant majoritairement de la collection de notre laboratoire (Souchothèque de Bretagne et Collection Ifremer) a été passée au crible quant à la présence d’éventuels bactériovirus associés. A l’issue de ce criblage, des éléments à ADN extra-chromosomiques, incluant 2 plasmides et 7 bactériovirus (du type Siphoviridae) ont été découverts au sein de souches appartenant aux genres Thermosipho et Marnitoga. Des analyses préliminaires ont été réalisées sur ces différents éléments et l’un des nouveaux systèmes hôte/virus a été caractérisé en détail. MPV1 (Marinitoga piezophila virus 1) est un siphovirus-like tempéré isolé d’une bactérie piezophile, il constitue le premier bactériovirus associé à l’ordre des Thermotogales. La souche hôte est piezophile mais aisément cultivable à pression atmosphérique au terme de plusieurs repiquages. Si l’essentiel des analyses a été mené à pression atmosphérique, la production virale s’est avérée tout à fait effective à pression hydrostatique. Nous avons réalisé les analyses de la séquence complète du génome MPV1 (43,7 kb, extrait des capsides virales purifiées) et sa comparaison avec le provirus présent au sein du génome séquencé de Marinitoga piezophila KA3. Les analyses de ce génome viral ont suggéré une proximité évolutive de MPV1 avec les bactériovirus de Firmicutes. Nous avons également mis en évidence que le bactériovirus partage son hôte avec un élément génétique extra chromosomique circulaire de 13,3 kb (pMP1). Ce « ménage à 3 » est surprenant dans le sens où l’élément de 13,3 kb, contenant 13 ORF de fonctions majoritairement inconnues, utilise les capsides virales afin de se propager. Ceci pourrait, ainsi, illustrer un nouvel exemple de piratage moléculaire. / Our knowledge of the viral diversity associated to procaryotic microorganisms inhabiting the deep sea hydrothermal vents is still limited. Only few studies have focused on viral abundance and impact on microbial mortality within these ecosystems. A limited number of viruses from these environments were isolated and characterized. Two viruses, PAV1 and TPV1, associated to hyperthermophilic anaerobic Archaea, Thermococcales order, have ever been described in our laboratory. The topic of this phD thesis was to extend our investigation to other deep sea vent microorganisms in order to deepen our knowledge on the marine hydrothermal virosphere. We decided to focus more precisely on the bacterial order of Thermotogales. This order is composed of anaerobic chemoorganotrophic bacteria that are, for almost, hyper/thermophilic. They share the same ecological niche as the Thermococcales and are metabolically close. Numerous lateral gene transfers have contributed to the evolutionary history of the Thermotogales, implying the potential involvement of viruses. The presence of CRISPRs has also been reported in many genomes, suggesting that Thermotogales certainly are or have been exposed to viral infections. However, up till now, only 3 miniplasmids have been described within Thermotogales and no viruses. Fifty strains of Thermotogales, mostly from the LM2E culture collection (Ifremer and “UBOCC”), were screened for the presence of potential bacteriovirus. Extrachromosomal DNA elements, including 2 plasmids and 7 bacterioviruses (siphovirus-like), were discovered amongst strains belonging to both Thermosipho and Marinitoga genera. Preliminary studies were performed on these elements and one of the new virus-host systems was characterized in details. MPV1 (Marinitoga piezophila virus 1) is a temperate siphovirus-like isolated from a piezophilic bacterium, it is the first bacteriovirus associated to the Thermotogales order. This host strain is piezophilic but easily cultivable at atmospheric pressure after several subcultures. Whether most experiments were performed at atmospheric pressure, the viral production appeared to be effective at hydrostatic pressure. We reported the analyses of the complete sequence of the MPV1 genome (43.7 kb, extracted from purified virions) and its comparison to the provirus present in the sequenced genome of Marinitoga piezophila KA3. Analyses of the viral genome suggested a close evolutionary relationship of MPV1 to Firmicutes bacterioviruses .We also reported that this bacteriovirus shares its host with a circular extrachromosomal genetic element of 13.3 kb (pMP1). This ‘ménage à trois’ is surprising in the sense where the 13.3kb element, that contains 13 ORFs of mostly unknown function, uses the viral capsid to propagate. Therefore, it would likely correspond to a new example of molecular piracy.

L'ajustement géostrophique, processus de relaxation d'une perturbation vers un état en équilibre géostrophique, bien connu dans un fluide infini est modifié en présence de guides d'ondes. Les guides d'ondes dans l'atmosphère et l'océan sont omniprésents: les topographies (sous-marine / montagnes), les côtes, les fronts de densité. Ce travail de thèse a étudié les modifications au scénario d'ajustement géostrophique nonlinéaire en présence de quatre guide d'ondes: le guide d'onde côtier, le guide d'onde topographique, le guide d'onde frontal aux moyennes latitudes, et le guide d'onde frontal à l'équateur. Nous avons utilisé le modèle de l'eau peu profonde en rotation et une méthode numérique aux volumes finis adaptée pour traiter les topographies et les incropping/outcropping des fronts. Dans tous les cas, l'émission d'ondes piégées a lieu et l'évolution nonlinéaire des ondes piégées diffère selon le caractère dispersif ou non de ces ondes. Les ondes non dispersives comme l'onde de Kelvin côtière, en évoluant nonlinéairement vont déferler et ainsi contribuer au mélange à petite échelle. Les ondes dispersives telles que les ondes de Rossby topographiques ou les ondes se propageant sur un guide d'onde frontal vont pouvoir former des reconnections des lignes de courant, modifiant ainsi les propriétés de transport de l'écoulement. Nous montrons que la séparation dynamique entre mouvements lent/équilibré et rapide/non-équilibré connu dans le fluide libre est toujours effective en présence de ces guides d'ondes.