Nos connaissances sur la diversité virale associée aux micro-organismes présents dans les sources hydrothermales océaniques profondes restent encore limitées. Seules quelques études concernant l’abondance virale et l’impact de ceux-ci sur la mortalité microbienne dans ces écosystèmes sont disponibles. En effet, seuls 6 bactériovirus et 2 archéovirus provenant de ces écosystèmes ont été caractérisés à l’heure actuelle. Les deux archéovirus infectent des archées anaérobies hyperthermophiles appartenant à l’ordre des Thermococcales et ont été décrits au laboratoire.Afin d’étendre nos connaissances sur la diversité virale associée aux micro-organismes colonisant ces environnements, il a été décidé d’élargir les recherches à l’ordre bactérien des Thermotogales. Cet ordre bactérien est composé de bactéries chimio-organotrophes anaérobies en majorité thermophiles ou hyperthermophiles. De nombreux transferts latéraux de gènes ont contribué à l’histoire évolutive des Thermotogales supposant une forte implication des virus dans celle-ci. Ces travaux de thèse ont permis la caractérisation fonctionnelle et génomique de deux nouveaux siphovirus, MCV1 et MCV2, infectant deux souches de Marinitoga camini. Ces souches ont été isolées de deux sites hydrothermaux profonds (Menez Gwen et Lucky Strike) au niveau de la dorsale médio-atlantique. Ces virus mettent en oeuvre un cycle lysogénique avec une production basale sans induction relativement haute (>107 virions/ml). Une comparaison de ces deux génomes viraux à celui de MPV1, virus précédemment isolé de Marinitoga piezophila, a été réalisée, révélant la présence de nombreuses similarités. Un core genome de 35 ORFs partagé par ces trois génomes a été identifié, incluant des protéines impliquées dans le métabolisme de l’ADN, l’assemblage des virions et le cycle lysogénique. Des protéines hypothétiques ont aussi été identifiées parmi ces gènes communs, elles portent donc probablement des fonctions importantes pour ces bactériovirus. Par ailleurs, 60% des gènes de ces virus ayant une correspondance dans les bases de données, après exclusion des Thermotogales, partagent des similarités avec lesFirmicutes et les bactériovirus qui leurs sont associés. Le génome d’une autre Thermotogales, Thermosipho sp. AT1244-VC14 a été étudié ainsi que son système CRISPR-cas. Ces résultats indiquent que cette souche, qui porte un système CRISPR-cas qui semble complet et fonctionnel, a probablement déjà été infectée par MCV1, MCV2 ou un virus similaire. Ces travaux permettent d’étendre nos connaissances sur les virus portés par les bactéries du phylum Thermotogae, encore peu décrits à ce jour. Les éléments génétiques mobiles associés à ce phylum sont particulièrement intéressants car ils ont probablement eu un impact important dans l’évolution de ces communautés microbiennes ainsi que dans leur adaptation aux conditions physico-chimiques extrêmes et fluctuantes présentes dans les écosystèmes qu’elles colonisent. / Our knowledge of the viral diversity associated to microorganisms inhabiting the deep-sea hydrothermal vents is still limited. Only a few studies have focused on viral abundance and impact on microbial mortality within these ecosystems. A limited number of viruses (6 bacterioviruses and 2 archaeoviruses) were isolated from these environments and characterized. Two viruses associated to hyperthermophilic anaerobic Archaea, from the Thermococcales order, have been described in our laboratory. In order to deepen our knowledge on the viral diversity of these extreme environments, we have extended our investigation to the bacterial order of Thermotogales. This order is composed of anaerobic chemoorganotrophic bacteria that are, for the most part, hyper/thermophilic. Numerous lateral gene transfers have contributed to the evolutionary history of the Thermotogales, implying the potential involvement of viruses. Here, we will report the characterization of two new siphoviruses MCV1 and MCV2 that infect two strains of Marinitoga camini. Those bacterial strains were isolated from two deep-sea hydrothermal vents sites (Menez Gwen and Lucky strike) in the Mid Atlantic Ridge. These viruses are temperate with a high basal production of virions (>107 virions/mL). Comparative genomics with MPV1, a virus isolated from M. piezophila, was performed and show that those bacterioviruses share numerous similarities. A set of “core genes” shared by all these three viruses was identified and includes proteins involved in DNA metabolism, head and tail assembly and lysogenic cycle. Shared hypothetical proteins were also identified, suggesting that these unknown proteins probably provide important functions for these viruses. Interestingly, for genes with blastp matches in Genbank, over 60% have their top matches, outside the Thermotoga, to genes from Firmicutes and bacterioviruses associated to Firmicutes. We also analyzed the genome of Thermosipho sp. 1244 and studied his CRISPR-cas system. Our results indicated that thisThermosipho strain, with a complete and functional CRISPR-cas system, had already been infected by MCV1, MCV2 or a similar virus. The analyses presented here extend our knowledges about these newly discovered viruses in the deeply branching bacterial phylum Thermotogae. This bacterial order and associated mobile genetic elements are significant for addressing long-term evolutionary adaptation to fluctuant and extreme physicochemical conditions.

Thesis (Ph. D.)--Joint Program in Oceanography (Massachusetts Institute of Technology, Dept. of Earth, Atmospheric, and Planetary Sciences; and the Woods Hole Oceanographic Institution), 1988. / Includes bibliographical references (p. 145-152). / by Sarah Alden Little. / Ph.D.

Les précipitomètres tendent à sous-estimer les précipitations solides en présence de vent. Ces pertes sont typiquement évaluées en faisant le rapport des observations d'un précipitomètre sur celles d'un appareil plus précis, le Double-Fence Intercomparison Reference (DFIR). Pour des événements de faible précipitation, de petites erreurs dans les observations du DFIR peuvent induire des erreurs importantes dans le rapport de captage des mesures du précipitomètre sur les observations du DFIR. Pour cette raison, les événements de précipitation de moins de 3 mm sont généralement rejetés avant de réaliser une analyse de régression. Nous avons démontré qu'il était possible de déterminer une courbe de correction utilisant toutes les observations par la méthode des moindres carrés pondérés et par la méthode de maximum de vraisemblance (avec estimations locale et globale). L'utilisation de modèles de simulation de la couverture de neige a montré que les résultats utilisant les données corrigées sont nettement meilleurs. / Automatic precipitation gauges tend to underestimate solid precipitation in the presence of wind. These losses are typically evaluated by submitting the ratio of the gauge observations on those of a more accurate apparatus, the Double-Fence Intercomparison Reference (DFIR). For small precipitation events, small errors in the DFIR observations can induce important errors in the catch ratio of gauge measurements to the DFIR observations. For this reason, events of less than 3 mm are generally rejected before performing a regression analysis. In this report, we showed that it was possible to determine a correction curve using all the observations by the method of weighted least squares and by the method of maximum likelihood (using local and global estimations). The use of snow cover simulation models showed that the results using the corrected data are definitely better.

Les étoiles Ae/Be de Herbig sont des étoiles pré-séquence principale de masse intermédiaire (2-5 M) présentant les signes d'une activité intense et de vents stellaires importants. L'origine de ces phénomènes reste mystérieuse car les mécanismes efficaces dans d'autres parties du diagramme HR sont, ici, inopérants. Nous avons étudié la formation des raies dans les vents de ces étoiles à l'aide d'un modèle semi-empirique à symétrie sphérique, les contraintes sur les paramètres libres du modèle étant alors déduites en comparant les spectres théoriques aux observations. Avec cette méthode, nous avons modélisé les raies de résonance de C IV et Mg II ainsi que les raies de Balmer et les continus de l'hydrogène, pour un échantillon représentatif d'étoiles. Nous avons pu confirmer que ces vents ont la même structure générale, et notamment une chromosphère à température modérée (T ~ 20 000 K). Nous obtenons des taux de perte de masse en très bon accord avec ceux déduits des observations radio. La quantité d'énergie dissipée dans le vent a été estimée par le calcul des pertes radiatives. Les valeurs obtenues sont supérieures à celles proposées par les modèles faisant intervenir des disques d'accrétion ou la rotation interne de l'étoile comme source d'énergie pour expliquer l'activité. La modélisation de la raie 1240 A de N V dans le vent d'AB Aur (prototype des étoiles Ae/Be de Herbig), observée avec le télescope spatial Hubble, nous a conduits à développer une méthode pour simuler la présence de globules chauds (T ~ 10 5 K) créés par des chocs, selon un modèle inspiré du vent solaire. Ce modèle nous permet également d'expliquer l'émission X observée par le satellite ROSAT. Les pertes radiatives occasionnées par ces globules sont supérieures à l'énergie cinétique du vent, ce qui montre que d'autres processus dissipatifs sont à l'oeuvre dans le vent de cette étoile. Ce travail constitue la première étape vers la prise en compte des écarts à la symétrie sphérique, révélés par la modulation rotationnelle de certaines raies du vent d'AB Aur. L'étude de la raie He l D3 a permis de poser les premières contraintes sur la physique à la base du vent d'AB Aur. Pour former une composante en émission décalée vers le bleu conforme aux observations, il est nécessaire de considérer des gradients de vitesse et des taux de perte de masse très élevés. Ce résultat montre que le vent d'AB Aur est fortement hétérogène, y compris dans les régions où il prend naissance. Il apparaît aussi que la composante en émission décalée vers le rouge de cette raie ne peut pas se former dans le vent mais qu'elle est vraisemblablement le résultat d'une accrétion de matière sur les pôles de l'étoile. Ces résultats représentent un ensemble de contraintes fortes, sur lequel il est désormais possible de s'appuyer pour mener à bien une étude théorique des vents des étoiles Ae/Be de Herbig.

Les processus qui se déroulent à l'interface air-mer ont une importance cruciale pour les cyclones tropicaux (TCs). Les TCs tirent leur énergie de la chaleur de l'océan superficiel mais induisent aussi un refroidissement en surface : le sillage froid (ou Cold Wake CW) qui exerce une rétroaction négative sur leur intensité. Cette thèse détaille tout d'abord les processus impliqués dans le refroidissement de surface ainsi que les caractéristiques du cyclone et de l'océan qui en contrôlent l'amplitude. Trois proces- sus principaux participent à la CW : le mélange vertical, les flux de chaleur en surface (dominés par l'évaporation) et l'advection. Le mélange vertical homogénéise les eaux chaudes de surface et les eaux froides sous-jacentes, refroidissant la surface tout en réchauffant la sub-surface. Il est responsable de la majeure partie du refroidissement sous le TC et est donc le processus clé de la rétroaction de la CW. Les flux de chaleur contribuent peu au refroidissement sous le TC, mais ils refroidissent sur de larges régions. Enfin, l'advection horizontale fait diverger les eaux chaudes en surface et participe à modifier la forme de la CW. Dans cette thèse, je définis un indice de puissance du vent intégré pendant le passage du TC (WPi pour Wind Power index) et montre que l'amplitude de la CW augmente linéairement en fonction du WPi. Cependant, pour une puissance de TC donnée, l'état de l'océan de sub-surface module l'amplitude de la CW d'un facteur 10 ! Afin de décrire le contrôle de la CW par l'océan de sub-surface, je propose un indice mesurant l'énergie potentielle associée à la stratification océanique (CI pour Cooling Inhibition index ). Ces résultats sur le contrôle de la CW ont été obtenus grâce à un dispositif expérimental simulant la réponse océanique aux TCs à un coût numérique modéré. Cette approche permet une analyse statistique des caractéristiques des CWs induites par les ∼3,000 TCs observés sur les 30 dernières années. En modélisant la réponse océanique aux TCs directement dans un modèle de circulation océanique mondiale, ce dispositif expérimental permet aussi de faire le lien entre les processus océaniques à l'échelle des TCs et leur effet sur l'océan à l'échelle climatique. Il a été suggéré que la chaleur injectée en sub-surface par le mélange vertical sous les TCs peut modifier le transport de chaleur océanique global (OHT). Cependant, les anomalies chaudes injectées en sub-surface par les TCs en été ne pénètrent guère au-delà de la thermocline saisonnière. L'approfondissement de la couche mélangée en hiver a pour effet de réinjecter ces anomalies dans l'atmosphère, ce qui limite considérablement l'influence des TCs sur l'OHT. En revanche, les flux de chaleur sous les TCs refroidissent significativement les bassins cycloniques en été. Associé au réchauffement hivernal évoqué ci-dessus, ce processus réduit d'environ 10% l'amplitude du cycle saisonnier de température dans les bassins cycloniques. Finalement, la thèse ouvre des perspectives pour comprendre comment les modifications océaniques liées à la variabilité climatique naturelle et anthropique peut moduler l'activité cyclonique.

Ce mémoire de maîtrise analyse trois projets développés au courant de mes trois années de maîtrise à l’Université de Montréal en composition instrumentale et vocale, de même que certain outils utilisés pour assurer à chacune de mes créations une continuité et une unité. En plus de l’analyse de trois œuvres orchestrales et chorales, ce mémoire aborde en premier lieu les notions de caractère et son rôle dans un discours uniforme et continu. Il présente ensuite l’usage du motif à des fins d’unités dans chacune de mes œuvres. Il offre enfin des alternatives à la tonalité classique pour assurer un pôle tonal aux œuvres telles le pandiatonisme, les enchainements harmoniques par note commune, l’enrichissement d’enchainements tonaux par la coloration d’accords et la cohabitation de ces différents outils. / This master's thesis analyses three different works, composed during my studies in vocal and instrumental composition at Université de Montréal, and discusses a few of the techniques I have used to assure unity and continuity in my music. In addition to analyzing three orchestral and choral pieces, this thesis first addresses the notion of character, and its role in my music. It also discusses the way I use motives in my composition for purposes of unity. It then offers a few alternatives to classical tonality, which assure tonal attraction in my pieces, such as pandiatonicism, chords progressions by common notes, enrichment of tonal progressions by addition of color notes to chords, and the combined use of these different techniques.

Thesis: Ph. D., Joint Program in Oceanography/Applied Ocean Science and Engineering (Massachusetts Institute of Technology, Department of Earth, Atmospheric, and Planetary Sciences; and the Woods Hole Oceanographic Institution), 2018. / Cataloged from PDF version of thesis. / Includes bibliographical references. / This thesis examines abiotic processes controlling the transformation and distribution of carbon compounds in seafloor hydrothermal systems hosted in ultramafic rock. These processes have a direct impact on carbon budgets in the oceanic lithosphere and on the sustenance of microorganisms inhabiting hydrothermal vent ecosystems. Where mantle peridotite interacts with carbon-bearing aqueous fluids in the subseafloor, dissolved inorganic carbon can precipitate as carbonate minerals or undergo reduction by H2(aq) to form reduced carbon species. In Chapters 2 and 3, I conduct laboratory experiments to assess the relative extents of carbonate formation and CO2 reduction during alteration of peridotite by C02(aq)-rich fluids. Results from these experiments reveal that formation of carbonate minerals is favorable on laboratory timescales, even at high H2(aq) concentrations generated by serpentinization reactions. Although CO2(aq) attains rapid metastable equilibrium with formate, formation of thermodynamically stable CH4(aq) is kinetically limited on timescales relevant for active fluid circulation in the subseafloor. It has been proposed that CH4 and potentially longer-chain hydrocarbons may be sourced, instead, from fluid inclusions hosted in plutonic and mantle rocks. Chapter 4 analyzes CH4-rich fluid inclusions in olivine-rich basement rocks from the Von Damm hydrothermal field and the Zambales ophiolite to better understand the origin of abiotic hydrocarbons in ultramaficinfluenced hydrothermal systems. Comparisons of hydrocarbon abundances and stable isotopic compositions in fluid inclusions and associated vent fluids suggest that fluid inclusions may provide a significant contribution of abiotic hydrocarbons to both submarine and continental serpentinization systems. / by Niya Gueorguieva Grozeva. / Ph. D.

Les crevettes Alvinocarididae sont emblématiques des sources hydrothermales de la Dorsale Médio-Atlantique, mais les mécanismes qui leur permettent de détecter leur habitat sont énigmatiques. Il est supposé que les signatures chimique et thermique du fluide hydrothermal leur servent de repères pour s’orienter. Les facultés chimio- et thermosensorielles de l’espèce hydrothermale Mirocaris fortunata et de l’espèce côtière Palaemon elegans ont été étudiées avec plusieurs approches. Des traits structuraux du système sensoriel périphérique et central ont été comparés pour inférer sur les facultés olfactives de chaque espèce. L’expression du récepteur ionotropique IR25a dans les organes chimiosensoriels a été mesurée. Une technique d’électroantennographie a été mise au point afin de tester la détection de composés chimiques de fluide hydrothermal par les crevettes. Plusieurs expériences à pression atmosphérique et in situ ont été réalisées afin d’étudier le comportement des espèces hydrothermale et côtière exposées à une odeur de nourriture, du sulfure ou des températures relativement chaudes. L’ensemble des résultats montre que M. fortunata présente un système chimio- et thermosensoriel fonctionnel et apporte des bases substantielles pour approfondir les connaissances sur les adaptations sensorielles en milieu hydrothermal profond. / Alvinocaridid shrimp are an emblematic taxon at hydrothermal vents on the Mid-Atlantic Ridge, but how they locate active vents and detect their habitat is still enigmatic. They might use the chemical and thermal signatures of the hydrothermal fluid as orientation cues. The chemo- and thermosensory abilities of the hydrothermal species Mirocaris fortunata and the coastal species Palaemon elegans were investigated using various approaches. Structural features of the peripheral and central nervous system were used as rough estimates of their olfactory abilities. The co-ionotropic receptor IR25a, involved in chemodetection, was identified and located in the antennal appendages. A new electroantennography method was developed to test the detection of hydrothermal fluid chemicals. Several attraction tests were conducted at atmospheric and in situ pressure to investigate the behavior of the vent and shallow-water species when exposed to a food odor, sulfide and warm temperatures. Altogether, these results provide advances in the knowledge of the chemosensory biology of vent shrimp, and a substantial background for future researches on sensory adaptations to the hydrothermal environment.

Thesis: Ph. D., Joint Program in Oceanography/Applied Ocean Science and Engineering (Massachusetts Institute of Technology, Department of Earth, Atmospheric, and Planetary Sciences; and the Woods Hole Oceanographic Institution), 2019 / Cataloged from PDF version of thesis. / Includes bibliographical references. / Nitrogen (N) species in hydrothermal vent fluids serve as both a nutrient and energy source for the chemosynthetic ecosystems surrounding deep-sea vents. While numerous pathways have been identified in which N-species can be produced and consumed in the context of submarine hydrothermal vent systems, their exact nature has been largely limited to interpretation of variations in concentrations. This thesis applies stable isotope approaches to further constrain the sources and fate of N-species in deep-sea vents across a variety of geological settings. First, I discuss isotope fractionation and reaction kinetics during abiotic reduction of nitrate (NO₃⁻) to ammonium ([sigma]NH₄⁺ = NH₃+NH₄⁺) under hydrothermal conditions. Results of lab experiments conducted at high temperatures and pressures revealed a wide degree of N isotope fractionation as affected by temperature, fluid/rock ratio, and pH-all which exert control over reaction rates. / Moreover, a clear pattern in terms of reaction products can be discerned with the reaction producing [sigma]NH₄⁺ only at high pH, but both [sigma]NH₄⁺ and N₂ at low pH. This challenges previous assumptions that NO₃⁻ is always quantitatively converted to NH₄⁺ during submarine hydrothermal circulation. Next, I report measurements of [sigma]NH₄⁺ concentrations and N isotopic composition ([delta]¹⁵N[subscript NH4]) from vent fluid samples, together with the largest compilation to date of these measurements made from other studies of deep-sea vent systems for comparison. The importance of different processes at sediment-influenced and unsedimented systems are discussed with a focus on how they ultimately yield observed vent [sigma]NH₄⁺ values. / Notable findings include the role that phase separation might play under some conditions and a description of how an unsedimented site from Mid-Cayman Rise with unexpectedly high NH4+ may be uniquely influenced by N₂ reduction to [sigma]NH₄⁺. Lastly, I explore [sigma]NH₄⁺ dynamics in the context of low-temperature vent sites at 9°50'N East Pacific Rise to investigate dynamics of microbially-mediated N transformations. Through both measurements of natural samples, as well as isotopic characterization of N species from incubation experiments and model simulations thereof, an exceptionally high variability observed in [delta]¹⁵N[subscript NH4] values emphasizes the complexity of these microbe-rich systems. / In sum, this thesis highlights the role of microbial processes in low temperature systems, demonstrates a more mechanistic understanding of lesser-understood abiotic N reactions and improves the coverage of available data on deep-sea vent [sigma]NH₄⁺ measurements. / by Chawalit "Net" Charoenpong. / Ph. D. / Ph.D. Joint Program in Oceanography/Applied Ocean Science and Engineering (Massachusetts Institute of Technology, Department of Earth, Atmospheric, and Planetary Sciences; and the Woods Hole Oceanographic Institution)

L'étude se concentre sur l'analyse de la dynamique de la Couche Limite Atmosphérique stable et hivernale en vallée, notamment dans des situations conduisant à des épisodes de pollution particulaire. L'analyse est effectuée à partir de simulations numériques de type LES et de mesures locales. Dans une première partie, on étudie les vents catabatiques prenant naissance sur les pentes des vallées encaissées. On montre qu'ils sont instationnaires, inhomogènes et turbulents, que leur diffusivité turbulente évolue quadratiquement avec le nombre de Froude et décroît avec la stratification ambiante. On s'intéresse ensuite au champ d'ondes internes généré par ces vents. On trouve que sa fréquence ne dépend que de la stratification et est indépendante des caractéristiques des vents qui lui donnent naissance. Dans une seconde partie, on s'intéresse au système de vents de vallées et aux inversions thermiques dans les vallées Grenobloises. Les conditions météorologiques conduisant aux épisodes de pollution sont étudiées et leur lien avec les mécanismes précédents est explicité. On montre que ces épisodes se déroulent toujours dans un contexte anticyclonique, sont induits par la présence d'une inversion et que leur évolution est liée à celle des régimes de temps. Pendant ces épisodes, le système de vents local est toujours similaire, indépendant du régime synoptique et constitué de vents thermiques, dont l'organisation spatiale est gouvernée par la géométrie du site. Ces courants sont contenus dans la couche d'inversion qui persiste pendant toute la durée de l'épisode et n'est pas détruite si l'énergie solaire est insuffisante. Le seuil énergétique correspondant est mis en évidence.