Ocean optical studies have been conducted extensively in open ocean waters but less so in coastal waters where the influence of human population is increasing dramatically. The waters of the Strait of Georgia, British Columbia, Canada, are very important to the rearing of young salmon and herring, and to the fishing industry of British Columbia overall. The oceanography and plankton communities of the Strait have been researched extensively, however the forces behind the frequent occurrence of phytoplankton blooms in these waters still causes debate among researchers. In order to shed some light onto this topic and increase our knowledge of the characteristics of the waters of the Strait of Georgia, optical and bio-physical data were measured in the euphotic waters of the Strait in late spring and early summer of 2006. Hyperspectral optical data were measured for the first time in these waters using in situ optical profilers to collect inherent optical properties and radiometric quantities that were later used to derive apparent optical properties. The inherent optical properties included absorption coefficient, spectral beam attenuation coefficient, chromophoric dissolved organic matter absorption coefficient, particulate absorption coefficient, and particulate scattering coefficient. In situ irradiances and radiances were used to derive various diffuse attenuation coefficients. Water masses in the euphotic zone of the Strait of Georgia were then classified into three optical water masses according to their inherent optical properties using a clustering algorithm. OM1 waters were characterized by high and spectrally-invariant particulate scattering due to inorganic particles carried by the Fraser River plume. Absorption and scattering showed some spectral dependence in OM2 waters, with particles and chromophoric dissolved organic matter contributing equally to light absorption. The deepest waters, OM3, were the least influenced by the Fraser River, and the contribution of chromophoric dissolved organic matter to absorption was greater than in OM1 and OM2. A radiative transfer model, Hydrolight, was used to model some of the optical properties that were not collected in situ and then used to assess the magnitude of light available to phytoplankton in the Strait. Based on the minimum light requirements for photosynthesis of two of the main phytoplankton species in the Strait, the analysis presented here showed that there was enough light available for photosynthesis in the photosynthetically-available radiation range for the two phytoplankton species in all three optical water masses.

La Méditerranée Nord-Occidentale, ou bassin Liguro-Provençal, est l'un des rares sièges de la convection océanique profonde. Ce phénomène localisé et intermittent est l'un des principaux modes d'interaction de l'océan profond avec le système climatique. Il est d'une importance primordiale pour la redistribution verticale de chaleur, de dioxyde de carbone et d'éléments biogéochimiques par l'océan, et donc pour le climat et la biologie marine. Le travail de thèse s'inscrit dans le cadre du programme HyMeX, il vise à caractériser le phénomène de convection dans le bassin Liguro-Provençal à partir du cas d'étude de l'année 2012-2013 et à comprendre le rôle de la dynamique de méso-échelle et de la variabilité intrinsèque océanique qui en résulte sur la convection. Le travail de thèse a tout d'abord porté sur la caractérisation du phénomène de convection océanique profonde à partir des observations du cas d'étude 2012-2013. On a estimé le taux de convection hivernale et de restratification printanière et une Expérience de Simulation d'un Système d'Observations (OSSE) a été développée pour estimer l'erreur d'observation associée. On conclut à la validité des observations du réseau MOOSE pour estimer les taux de convection et de restratification sur la période 2012-2013. On caractérise la période comme exceptionnellement convective avec un taux de convection hivernal de 2.3±0.5Sv (1Sv=106m³/s) et on estime pour la première fois un taux de restratification printanière de 0.8±0.4Sv. Deux approches numériques novatrices ont été développées au cours de la thèse pour caractériser le rôle de la méso-échelle et de la variabilité intrinsèque océanique sur le phénomène de convection. On a implémenté l'outil de raffinement de maille AGRIF en Méditerranée Nord-Occidentale dans le modèle régional NEMOMED12 pour documenter l'impact de la méso-échelle sur la convection océanique profonde et sur la circulation thermohaline Méditerranéenne. On a de plus réalisé des simulations d'ensemble à état initial perturbé pour documenter l'impact de la variabilité intrinsèque océanique sur la convection. Après avoir extensivement évalué le réalisme de la convection dans le modèle numérique NEMOMED12 grâce aux données de 2012-2013, on étudie avec ce modèle l'impact de la variabilité intrinsèque océanique sur ce phénomène. Sur le cas d'étude comme sur la période historique 1979-2013, la variabilité intrinsèque océanique module largement la géographie du patch convectif, en particulier dans le domaine hauturier. Aux échelles climatiques, la variabilité intrinsèque module largement la variabilité interannuelle du taux de convection. En moyenne climatologique, elle module aussi la géographie de la convection, mais elle impacte marginalement son intensité et les propriétés climatiques des eaux profondes. Enfin, on étudie avec l'outil AGRIF l'impact de la dynamique de méso-échelle sur la convection profonde et sur la circulation thermohaline. Sur le cas d'étude de 2012-2013, la méso-échelle augmente le réalisme de la convection. On montre qu'elle augmente la variabilité intrinsèque de la convection. Sur cette période comme sur la période historique, elle diminue l'intensité moyenne de la convection et réduit les transformations des eaux profondes. On relie principalement son impact sur la convection à une modification de la circulation stationnaire marquée par un repositionnement et une intensification des courants de bord, et la présence d'un méandre stationnaire du Front Baléare. Par ailleurs, sur la période historique, les échanges avec le bassin Algérien sont intensifiés par la méso-échelle, ce qui modifie les propriétés climatiques des masses d'eau. On montre enfin que la signature de la méso-échelle en surface est susceptible d'impacter les échanges air-mer et donc le climat côtier voire régional Méditerranéen. / The northwestern Mediterranean sea, also named the Liguro-Provençal basin, is one of the few places where ocean deep convection occurs. This localized and intermittent phenomenon is one of the main modes of interaction between the deep ocean and the climate system. It is of paramount importance for the vertical redistribution of heat, carbon dioxyde and biogeochemical elements, and therefore for climate and marine biology. The PhD has been carried out in the framework of HyMeX programme, it aims at characterizing the ocean deep convection phenomenon in the Liguro-Provençal basin from the year 2012-2013 case study and at understanding the role of mesoscale dynamics and of the resulting intrinsic ocean variability on deep convection. The PhD work has first focused on characterizing the ocean deep convection phenomenon from observations collected during the 2012-2013 case study. We estimated the winter deep convection and spring restratification rates and an Observing System Simulation Experiment (OSSE) was developed to estimate the associated observation error. We conclude on the validity of MOOSE network observations to estimate the deep convection and restratification rates in the period 2012-2013. We characterize the period as exceptionally convective with a winter deep water formation rate of 2.3±0.5Sv (1Sv=106m³/s) and we estimate for the first time a spring deep water restratification rate of 0.8±0.4Sv. Two novel numerical approaches were developped during the PhD to characterize the roles of mesoscale dynamics and of intrinsic variability in the deep convection phenomenon. We implemented AGRIF grid refinement tool in the northwestern Mediterranean Sea within NEMOMED12 regional model to document the impact of mesoscale on deep convection and on the Mediterranean thermohaline circulation. In addition, we carried out perturbed initial state ensemble simulations to characterize the impact of ocean intrinsic variability on convection. After extensively evaluating the realism of deep convection in NEMOMED12 numerical model thanks to the 2012-2013 observations, we study with this model the impact of intrinsic variability on deep convection. During the case study as well as in the 1979-2013 historical period, intrinsic ocean variability largely modulates the mixed patch geography, particularly in the open-sea domain. At climatic timescales, intrinsic variability modulates largely the deep convection rate interannual variability. On average over the historical period, it also modulates the mixed patch geography, but it impacts marginally its magnitude and the properties of the deep water formed. Finally, we study with AGRIF tool the impact of mesoscale dynamics on deep convection and on the thermohaline circulation. In the 2012-2013 case study, mesoscale improves the realism of the simulated convection. We show that it increases the deep convection intrinsic variability. In this period as well as during the 1979-2013 historical period, it decreases the mean deep convection rate and it reduces deep water transformations. We mainly relate its impact on convection to the modifincation of the stationary circulation characterized by a relocation and an intensification of boundary currents and the presence of a stationary Balearic Front meander. Also, in the historical period, exchanges with the Algerian basin are increased, which modifies water mass climatological properties. Finally, the surface signature of mesoscale is likely to alter air-sea interactions and the coastal to regional Mediterranean climate.

Ce travail s’inscrit dans le cadre du projet Saveurs Vapeurs du Groupe SEB qui vise à développer une nouvelle gamme de cuiseurs vapeur. Cette thèse porte ainsi sur l’analyse des propriétés fonctionnelles de matériaux polymères soumis à deux types de vieillissement rencontrés lors de la cuisson à la vapeur. D’une part, la résistance à la coloration de ces derniers en présence de substances alimentaires colorantes a été évaluée, à 60°C et 100°C. Un colorimètre a été utilisé pour l’analyse de la couleur des échantillons, dans l’espace Lab. Les résultats montrent que seuls les polymères totalement fluorés résistent à la coloration après 1000 heures passées à 100°C. D’autres polymères, comme le polycarbonate, le PET et les polymères partiellement fluorés, ne présentent pas de coloration après 1000 heures à 60°C. La théorie de la solubilité a été utilisée pour la prévision des résultats, et semble fiable dans de nombreux cas. Son application nécessite cependant un approfondissement, car d’autres molécules présentes dans les substances peuvent interférer avec la sorption des molécules colorantes. D’autre part, la résistance de ces polymères au vieillissement hydrothermique a été étudiée, à des températures de 100°C, 120°C et 140°C. Les températures caractéristiques (par DSC, TGA et DMA) et les propriétés mécaniques par DMA ont été mesurées. La reprise d’eau des polymères a également été évaluée. La plupart des polymères, excepté le PE, le PET et les polyamides, ne présentent pas de modifications de leurs propriétés après un vieillissement de 1000 heures à 100°C. Après un vieillissement de 1000 heures à 140°C, seuls les polymères totalement fluorés, le polysulfone et l’ETFE ne montrent aucun signe de changement de propriétés. Ces premiers résultats nécessitent cependant une analyse plus poussée. Une étude des molécules éventuellement libérées durant le vieillissement permettrait de vérifier l’innocuité de ces matériaux / This work is incorporated within the framework of the project Saveurs Vapeurs (Steam Flavors) from the SEB Group, aimed at developing a new assortment of steam cooking devices. This PhD thus deals with the analysis of the functional properties of polymer materials subjected to two types of ageing found during steam cooking. First, coloration resistance of the latter in presence of coloring alimentary substances was evaluated, at 60°C and 100°C. A chromameter was used for the analysis of samples color, in the Lab color space. Results show that only fully fluorinated polymers resist to coloration after 1000 hours spent at 100°C. Some other polymers, like polycarbonate, PET and partially fluorinated polymers, do not show any coloration after 1000 hours at 60°C. The solubility theory was used for anticipation of the results, and seems to be reliable in many cases. However its use needs an in-depth study, because some other molecules found in the substances can interfere with the sorption of colored molecules. Second, hydrothermal ageing resistance of these polymers was studied, at temperatures of 100°C, 120°C, and 140°C. Parameters measured were the characteristic temperatures (by DSC, TGA and DMA) and mechanical properties by DMA. Water mass uptake was also evaluated. Most of the polymers, excepted PE, PET and polyamids, do not show any modification of their properties after 1000 hours ageing at 100°C. After ageing 1000 hours at 140°C, only fully fluorinated polymers, polysulfone and ETFE do not show any sign of properties change. These first results need however a further analysis. A study of possibly liberated molecules during ageing could allow to verify the inoffensiveness of these materials