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Dissertations / Theses on the topic 'Phytoplancton marin – Sargasses, Mer des'
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Fukaï, Eri. "Importance du picoplancton autotrophe dans la biomasse et la production primaire des eaux marines oligotrophes : Atlantique tropical oriental et mer des Sargasses." Paris 6, 1991. http://www.theses.fr/1991PA066491.
Full textAbstract:
L'importance du picoplancton autotrophe dans la biomasse et la production primaire a été étudiée dans deux régions océaniques oligotrophes : l'Atlantique tropical oriental (PIRAL), plus particulièrement la Convergence Nord Équatoriale et le Dôme de Guinée (centre et périphérie), et la mer des Sargasses (CHLOMAX). Toutes ces zones présentent des structures hydrologiques à deux couches, avec une couche homogène supérieure dépourvue de nitrates. Cette stratification entraîne des distributions verticales particulières des paramètres biologiques étudiés : organismes picoplanctoniques (cyanobactéries, eucaryotes autotrophes -eucAP-), chlorophylle et production primaire 14 c (<1 m et total). Un maximum profond de chlorophylle (MPC) existe pour toutes ces régions, situé respectivement pour PIRAL et CHLOMAX, à 40-50 m (0,7-0,8 mgchla. M-3) et à 100 m (0,4 mgchla. M-3). Au cours de PIRAL, ce MPC est constitué principalement par les cellules nanoplanctoniques et non picoplanctoniques. Néanmoins, le picoplancton autotrophe représente 40u de la biomasse phytoplanctonique sur toute la colonne d'eau et il joue un rôle important dans le haut de la couche euphotique, dans la zone pauvre en nitrates. Par contre, les cyanobactéries, étudiées au cours des deux campagnes, ne correspondent qu'a 12-24% de la chlorophylle totale et ceci met en évidence leur contribution peu importante dans la biomasse autotrophe et par conséquent, le rôle non négligeable des eucAP. De plus, le picoplancton autotrophe au cours de PIRAL contribue à environ 40% de la production primaire totale sur la colonne d'eau et de façon importante dans le haut de la couche euphotique. Les index de productivités ne présentent pas de différences significatives entre le pico- et le phytoplancton total. Le picoplancton autotrophe joue donc un rôle significatif dans les écosystèmes océaniques oligotrophes, tropicaux et subtropicaux.
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Mayot, Nicolas. "La saisonnalité du phytoplancton en Mer Méditerranée." Thesis, Paris 6, 2016. http://www.theses.fr/2016PA066440/document.
Full textAbstract:
Le phytoplancton est un élément primordial dans les réseaux trophiques marins et il est un acteur principal dans les cycles biogéochimiques de la planète. Cependant, des incertitudes subsistent autour des facteurs environnementaux influençant sa saisonnalité ainsi que sa capacité à se développer. L’objectif majeur de cette thèse est d’étudier la réponse du phytoplancton à la variabilité interannuelle des facteurs environnementaux en Mer Méditerranée. Plus précisément, il s’agit de déterminer l’influence de ces derniers sur la saisonnalité du phytoplancton.Dans un premier temps, la variabilité interannuelle des cycles annuels de biomasses phytoplanctoniques observables en Méditerranée a été analysée. Certaines régions, tel que les zones de formation d’eau dense, présentent une variabilité interannuelle importante. L’une des régions les plus variables est la zone de formation d’eau dense en Méditerranée Nord-Occidentale. Une approche multi-outils basée sur des observations a été mise en place pour l’étude des variations spatiale et temporelle de la saisonnalité du phytoplancton dans cette région. Le rôle crucial du mélange vertical et de la disponibilité en lumière sur la saisonnalité du phytoplancton a été évalué. Il est démontré qu’une couche de mélange profonde pendant l’hiver augmente l’intensité du bloom phytoplanctonique printanier, due à une présence plus importante dans la communauté phytoplanctonique de micro-phytoplancton. En conséquence, le taux de production primaire printanier augmente. Enfin, ces modifications de la communauté phytoplanctonique et de la production provoquent une augmentation du stock de carbone organique produit au printempsThe phytoplankton are essential for the oceanic trophic webs and for biogeochemical cycles on Earth. However, uncertainties remain about the environmental factors influencing its seasonality, and its growing efficiency. The main objective of this thesis is to characterize the responses of the phytoplankton to the interannual variability of the environmental factors, in the Mediterranean Sea. More precisely, we aim to assess the influence of the environmental factors on phytoplankton seasonality. The interannual variability of the phytoplankton annual cycles are analyzed in the Mediterranean Sea, thus highlighting the regions associated with annual cycle variability, like the ones where deep-water formation events occur recurrently. One of these regions is the North-Western Mediterranean Sea. A multiplatform approach based on in situ observations is implemented to analyze the spatial and temporal variability of the phytoplankton seasonality in this particular region. The influences of mixed layer depth and the light availability on phytoplankton seasonality are assessed. An intense deepening of the mixed layer (related to the deep convection) increases the magnitude of the phytoplankton spring bloom. Moreover, the strong deepening of mixed layer seems to induce favorable conditions for an important accumulation of micro-phytoplankton (composed of diatoms mainly). In turn, the phytoplankton production rate increases, mostly, the primary production rate of diatoms. Finally, at the scale of the North-Western Mediterranean Sea, the shift in the phytoplankton community structure and in production induces an increase of the organic carbon stock produced during spring
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Cotonnec, Gwenaëlle. "Les lipides, marqueurs des relations trophiques planctoniques dans les écosystèmes pélagiques côtiers." Littoral, 2001. http://www.theses.fr/2001DUNK0060.
Full textAbstract:
Cette étude traite des processus de fonctionnement entre le phytoplancton et le zooplancton en Manche orientale lors du bloom phytoplanctonique printanier dominé par l'algue Phaeocystis sp. Ces processus ont été étudiés par l'intermédiaire de biomarqueurs lipidiques : acides gras et pigments phytoplanctoniques. Des analyses chromatographiques ont été réalisées sur la MOP et sur des copépodes afin de : déterminer la composition du pool nutritif des copépodes, évaluer l'état physiologique et la qualité nutritionnelle du phytoplancton, caractériser le régime alimentaire des copépodes. Parallèlement, des comptages ont été effectués au microscope pour déterminer précisément la composition et la taille des cellules algales présentes pendant le bloom phytoplanctonique. Ceci a aussi permis de valider les résultats obtenus grâce aux marqueurs lipidiques. Une étude synoptique réalisée dans le détroit du Pas-de-Calais a permis de : montrer que le pool nutritif des copépodes ne variait pas significativement d'un point de vue quantitatif et qualitatif au sein du détroit ; dléterminer la zone de plus forte biomasse phytoplanctonique en Manche orientale en période de bloom printanier : les eaux côtières françaises où les études de processus du fonctionnement de l'écosystème planctonique ont été étudiés de manière plus approfondie. Une étude temporelle effectuée de mars à juin 1998 dans cette zone de forte production (entre Boulogne s/mer et la baie d'Authie) a permis de montrer que le pool nutritif des copépodes varie en composition, en quantité et en qualité au cours du bloom phytoplanctonique, avec un développement de Phaeocystis sp. Et un déclin des diatomées, des Cryptophycées, des Dinophycées et des Cyanophycées. Parallèlement, l'état physiologique et de la qualité nutritionnelle du phytoplancton diminuent au cours du bloom. Lors de la phase de développement du bloom les sels nutritifs sont épuisés par le bloom et la production algale est entièrement régénérée. Les relations trophiques ont été étudiées à la fois dans le détroit du Pas-de-Calais, et dans la zone de production/rétention située en face de la baie de Somme. Les marqueurs lipidiques ont permis d'étudier le régime et le comportement alimentaire de trois espèces de copépodes : A. Clausi, P. Elongatus et T. Longicornis. Dans cette étude, T. Longicornis apparaît comme étant l'espèce la plus sélective, et A. Clausi, la plus opportuniste. Les rations journalières estimées liées à l'ingestion d'algues sont suffisantes pour A. Clausi et P. Elongatus, par opposition à T. Longicornis. Néanmoins, les réserves lipidiques sont mobilisées dans les trois espèces de copépodes, indiquant que le bloom de Phaeocystis sp. Est défavorable aux copépodesThe objective of this work was to study the trophic relationships between the phytoplankton and the zooplankton in the Eastern English Channel durong the spring bloom dominated by Phaeocystis sp. These relationships were studied using the fatty acids and the phytoplanktonic pigments as biomarkers. The POM (particulate organic matter) and copepods were analyzed by HLPC and GC to : characterize the composition of the nutritive pool, estimate the physiological state and the nutritive quality of the phytoplankton, characterize the diet of copepods. Jointly, microscopic counting was done to determine more accurately the phytoplankton composition and measure the cell size. A spatial study was conducted through the strait of Dover to : point out the qualitative and quantitative changes of the nutritive pool in the Strait of Dover ; localise the zone of high production during the phytoplankton spring bloom : the French coastal waters where the trophic relationships were detailed. A temporal study was conducted between Boulogne/Mer and the Bay of Authie in March, May and June 1998 to describe the qualitative and quantitative variations of the copepod nutritive pool. During the phytoplankton spring bloom, a development of Phaeocystis sp. Was observed jointly to a declining of diatoms, Cryptophytes, Dinophytes and Cyanophytes. In the same way, the nutritive quality of the POM decreased. During the phytoplankton growth, the nutrients are depleted in the water column. Thus, the phytoplankton production was totally regenerated. The trophic relationships were studied through the Dover Strait and in a retention zone localise in front of the Bay of Somme. The lipid biomarkers pointed out the diet and the alimentary behaviour of copepods : A. Clausi, P. Elongatus and T. Longicornis. In this study, T. Longicornis was the most selective species whereas A. Clausi was the most opportunistic. The daily ratios were sufficient for A. Clausi and P. Elongatus by contrast to T. Longicornis. Nevertheless, the fatty acid reserves were mobilised in the three species indicating that the Phaeocystis sp bloom was inadequate
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Guiselin, Natacha. "Etude de la dynamique des communautés phytoplanctoniques par microscopie et cytométrie en flux, en eaux côtière de la Manche orientale." Littoral, 2010. http://www.theses.fr/2010DUNK0258.
Full textAbstract:
Les zones côtières contribuent de manière importante à la production primaire des océans. Le compartiment phytoplanctonique y joue un rôle prépondérant de par sa position de producteur primaire à la base des réseaux trophiques, mais également en terme de diversité, étant capable d’intégrer et/ou de refléter les changements environnementaux qui s’opèrent à court, moyen et long terme. Le but de ce travail a été de caractériser la dynamique phytoplanctonique en eaux côtières, en utilisant une technique traditionnelle (la microscopie) et une technique d’analyse automatisée des propriétés optiques individuelles des cellules, la cytométrie en flux. L’écosystème de la Manche orientale a été choisi comme site atelier, se caractérisant par un important hydrodynamisme et des efflorescences massives de Phaeocystis globosa. Le principal objectif a consisté en l’étude de la variabilité temporelle des communautés phytoplanctoniques allant du long au court terme, à l’aide de résolutions temporelles différentes, dans le but d’appréhender leur relation avec les facteurs responsables de la variabilité observée. Une première échelle interannuelle sur le long-terme (1992-2007) a permis d’appréhender les principaux changements saisonniers ainsi que les tendances majeures de variabilité des espèces les plus représentées. Une seconde échelle saisonnière sur le moyen terme a permis d’étudier le compartiment phytoplanctonique au cours de la période productive printanière de trois années consécutives (2005-2007), afin de mieux comprendre certains mécanismes régissant les efflorescences micro-algales. Une troisième échelle réalisée au cours de quatre moments différents du bloom printanier en 2007 a permis de suivre la dynamique à plus court terme de groupes cellulaires. Au cours de ces différentes études, des assemblages d’espèces indicatrices ont été identifiés en fonction de leur occurrence et de leur diversité morphologique visant à définir des groupes fonctionnels. En particulier, les morphotypes de Phaeocystis globosa dont la diversité des formes de vie conditionne son succès dans le milieu, ont été analysés dans ce sens. Une fréquence d’échantillonnage appropriée à chaque échelle d’observation a été utilisée, allant de prélèvements mensuels à des prélèvements journaliers. L’abondance, la biomasse et la diversité phytoplanctoniques ont été dans un premier temps estimées par microscopie. Cependant, dans le cadre de l’étude à court terme, il s’est avéré utile d’appliquer une méthodologie alternative à la microscopie. La cytométrie en flux est une technique développée pour l’énumération des cellules individuelles, identifiées à partir de l’analyse de leurs propriétés optiques (diffusion et fluorescence). L’analyse des cellules phytoplanctoniques y est alors facilitée par l’autofluorescence des pigments photosynthétiques. L’appareil utilisé (CytoSense Benchtop CytoBuoy©) est spécialement adapté à la détection et l’énumération des cellules phytoplanctoniques entre 1 µm et 800µm. Cette méthode a nécessité une mise au point et a permis d’effectuer des mesures reproductibles de durée inférieure à 10 min. Des groupes d’espèces voire des espèces ou stades de vie ont été identifiés à la fois manuellement et en système semi-automatisé, sur la base de leurs propriétés optiques similairesThe coastal areas contribute in an important way to the primary production of the oceans. The compartment phytoplanctonic plays there a paramount role from its position of primary producer at the base of the trophic networks, but also in term of diversity. The goal of this work was to characterize phytoplanctonic coastal water dynamics, by using a technique of traditionel analysis (microscopy) and a technique of automated analysis (the cytometry in flow). The coastal area of the Eastern English Channel was selected like site workshop characterizing by the recurrence of massive blooms of Phaeocystis globosa. During the work of thesis, a sampling rate appropriate to the scale of observation was used, from monthly samples to daily. The primary goal consisted to the study of the temporal variability of the phytoplanctonic communities to long term (1992-2007) and medium term (2005-2007), with different temporal resolutions, with an aim of apprehending their relationship to the environmental factors. The second objective aimed at determining the structure of the communities during these various scales. Within a short term study, it proved to be useful to apply an alternative methodology to microscopy. The cytometry in flow is a technique developed for the enumeration of the individual cells, identified from the analysis of their optical properties (diffusion and fluorescence). A cytometer in flow of “scanning” (CytoSense Benshtop-CytoBuoy) was used, especially adapted to the detection and the enumeration of the phytoplanctonic cells between 1µm and 800µm
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Caradec, Julien. "Hydrodynamisme et production phytoplanctonique dans les écosystèmes marins : influence des variations de lumière induites par le mélange vertical sur l'absorption de l'azote." Brest, 2008. http://www.theses.fr/2008BRES2025.
Full textAbstract:
L’influence de I’hydrodynamisme sur la production phytoplanctonique dans les écosystèmes marins a été étudiée en observant les effets des variations de lumière induites par le mélange vertical sur le développement du phytoplancton dans les eaux fortement brassées de la Manche occidentale. Les flux d’absorption du nitrate et de l’ammonium dans la colonne d’eau et les cinétiques d’absorption de ces composés en fonction du pourcentage de l’intensité lumineuse incidente de surface ont été déterminées au cours d’un cycle saisonnier pour deux classes de taille de phytoplancton (>10 μm et <10 μm) en relation avec les variations de l’hydrodynamisme liées au cycle de marée morte eau vive eau. Les flux d’absorption ont été mesurés en utilisant la technique du traceur isotopique 15N. Nos résultats montrent que la nature de la production primaire et la structure de tille des populations phytoplanctoniques sont étroitement liées aux conditions de lumière qui résultent du régime de mélange vertical des masses d’eaux. Un hydrodynamisme intense favorise une production de nature régénérée basée sur l’ammonium et le développement d’une population phytoplanctonique dominée par les petites cellules alors qu’un hydrodynamnisme faible avantage une production basée sur l’utilisation du -nitrate et associée au développement de grandes cellules, du moins dans des conditions non limitantes en nutriments. Nos résultats montrent aussi que les populations phytoplanctoniques sont capables de répondre rapidement à des changements du régime de mélange vertical des masses d’eaux en modifiant leurs propriétés physiologiques et en adaptant en particulier les processus d’absorption des composés azotésThe influence of vertical mixing on the phytoplankton production in marine ecosystems has been studied by observing the effects of changing light induced by vertical mixing on the development of phytoplankton in well-mixed waters of the Western English Channel. Nitrate and ammonium uptake rate in the water column and the kinetics of uptake of these compounds based on-the percentage of incident sea-surface light intensity were determined during a seasonal cycle for two classes of phytoplankton size (> 10 μm and <10 μm) in relation- with Mf tidal cycle. Nitrate uptake rates were measured using the techrique of tracer isotope 1SN. Our resuts show that pimary production and phytoplankton size structure are ulosely related to lighting conditions resulting from the vertical mixing of water column During high hydrodynamics conditions, phytoplanktonic production is low and based on regenerated ammonium and development of a population dominated by small cells, while a low hydrodynamic increase production based on the use of nitrate and associated with the development of large cell, at least in non-limiting nutrient condition. Qur results also show that phytoplanktonic populations are able to respond quickly to vertical mixing changes by altering their physiological properties and adapting in particular the process of absorption of nitrogen compounds
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Dugenne, Mathilde. "Dynamique du phytoplancton en mer Méditerranée : approches par mesures à haute fréquence, modélisation, et statistiques bayésiennes." Thesis, Aix-Marseille, 2017. http://www.theses.fr/2017AIXM0121/document.
Full textAbstract:
L'ensemble des écosystèmes marins repose sur le phytoplancton pour convertir le carbone atmosphérique en matière organique par le processus de photosynthèse. Deux approches sont présentées pour mesurer la productivité du phytoplancton en tenant compte de l'évolution temporelle de la taille des cellules. Elles traduisent, par essence, l'assimilation progressive du carbone inorganique au cours du cycle de vie d'une cellule et sa réallocation d'une génération à l'autre au moment de la division cellulaire. Dans le milieu naturel, ce flux de carbone dépend des communautés phytoplanctoniques et de leurs sensibilités. L'observation du phytoplancton dans un milieu perturbé à faible échelle de temps et/ou d'espace est essentielle pour anticiper le changement climatique. La Méditerranée en particulier est amenée à modifier rapidement son climat et les populations qu'elle abrite. En mer Méditerranée comme dans l'océan global, les campagnes de mesures sont à la base des scénarios qui traduisent l'impact de l'environnement sur le fonctionnement et la capacité du phytoplancton à tamponner les émissions de gaz issues de l'activité humaineThe conversion of atmospheric carbon into organic matter by photosynthesis is important for all marine ecosystems. Two approaches are presented to measure phytoplankton productivity from the temporal evolution of cells' size. They traduce the incremental assimilation of inorganic carbon during cells' lifespan, before its reallocation to the next generation of cells produced by division. In the sea, the carbon flux depends on phytoplankton communities and their inherent sensitivity. The short time/spatial scale monitoring of phytoplankton in disturbed ecosystems is essential to foresee the Global change. Climate and inhabiting populations will especially reacts to Global change in the Mediterranean Sea. In the Mediterranean and in the global Ocean, observations programs are fundamental for climatic scenario used to predict the effect of environmental changes on the buffering capacity of CO$_{2}$ emissions induced by phytoplankton productivity
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Christodoulou, Stéphane. "Etude des processus d'oxydation biotique et abiotique dans les organismes photosynthétiques marins : approche à l'aide des traceurs lipidiques." Aix-Marseille 2, 2009. http://theses.univ-amu.fr.lama.univ-amu.fr/2009AIX22052.pdf.
Full textAbstract:
Cette thèse avait pour objectif d'améliorer les connaissances dans le domaine de la dégradation biotique (bactérienne) et abiotique (photo-oxydative et autoxydative) des lipides des organismes photosynthétiques marins. Nous avons pu mettre en évidence un mécanisme d'oxydation enzymatique original chez certains Phototrophes Anoxygéniques Aérobies (PAA), à savoir une péroxydation de l’acide cis-vaccénique en position 10 que nous avons attribuée à l’action d’une lipoxygénase. Ce mécanisme enzymatique relativement rare peut constituer un moyen de caractériser ces organismes. Afin d'étudier l'induction des processus d’autoxydation au sein du phytoplancton senescent, nous avons réalisé différentes cultures d'Emiliania huxleyi. Nous avons constaté que l’augmentation de la teneur en CO2 dans la phase gazeuse favorisait l'apparition de produits d'autoxydation. Nous avons pu de cette manière étudier la dégradation autoxydative des principaux composants lipidiques de cet haptophyte et démontrer que ces processus dégradatifs pouvaient intervenir de manière significative dans les cellules phytoplanctoniques et y induire une dégradation importante de la plupart des lipides insaturés et notamment des alcènones. Nous avons également étudié l'effet des radiations UV et PAR sur certains lipides phytoplanctoniques et bactériens en exposant à ces radiations des cellules d'une culture d'E. Huxleyi non axénique. La plupart des lipides insaturés de cet organisme ont subi une photo-oxydation de type II (impliquant l'oxygène singulet), induite à la fois par les radiations PAR et UV. Les radiations UV ont induit une stéréomutation photo-induite (isomérisation cis-trans) de la double liaison de certains lipides (notamment des acides gras monoinsaturés et du phytol) et de certains de leurs produits d'oxydation. Nous avons montré que les acides 9-hydroxyoctadèc-cis-10-énoïque et 10-hydroxyoctadèc-cis-8-énoïque (résultant de l'oxydation de l'acide oléique) et les acides 11-hydroxyoctadèc-cis-12-énoïque et 12-hydroxyoctadèc-cis-10-énoïque (résultant de l'oxydation de l'acide vaccénique) pouvaient servir de traceurs de la photodégradation induite par les UV. Une forte photodégradation de certains acides gras monoinsaturés typiques des bactéries hétérotrophes a également été observée et attribuée à la migration de l'oxygène singulet des phytodetritus vers les bactéries hétérotrophes attachées. Nous avons ainsi démontré que, dans la couche euphotique, au sein des assemblages phytodétritus/bactéries, le phytoplancton sénescent peut contribuer à la dégradation des bactéries qui lui sont associées. Sur le site DYFAMED (Mer Ligure), nous avons pu confirmer que l'utilisation de l'ensemble des produits de dégradation des lipides était nécessaire pour caractériser de manière précise le devenir de la matière organique particulaire dans le milieu naturel. En effet, les produits d'oxydation abiotique des acides gras permettent un suivi précis de l’évolution du bloom, mais sont labiles et inutilisables pour des échantillons trop dégradés. Par contre, les produits d'oxydation abiotique du phytol, bien que constituant des traceurs moins sensibles, permettent de donner des informations sur des échantillons plus dégradés. Enfin, grâce à la grande stabilité de leur structure polycyclique, les stérols permettent d’obtenir des informations sur le type de dégradation (biotique, photo-oxydative ou autoxydative) qui est intervenu, et cela même sur des échantillons très dégradés. Tous ces traceurs ont permis de confirmer que les processus d'oxydation abiotiques jouent un rôle biogéochimique majeur au sein de la couche euphotique des océans et qu'ils sont impliqués de manière significative dans le cycle du carbone. Nous avons enfin constaté que les processus d'autoxydation pouvaient altérer significativement le rapport d’insaturation des alcènones, alors que les processus de photo-oxydation n'avaient pas d'effet notable. En effet, les processus autoxydatifs peuvent induire une augmentation significative de l'indice qui correspondrait à une variation de 2 à 4 °C lors de l'estimation de la températureThe aim of this thesis was to improve knowledge in the field of biotic (bacterial) and abiotic (photo-oxidative and autoxydative) degradation of lipids of marine photosynthetic organisms. We identified a very interesting enzymatic peroxidation of the allylic carbon 10 of cis-vaccenic acid in some Aerobic Anoxygenic Phototrophs (AAP), which was attributed to the action of a lipoxygenase. This relatively rare enzymatic mechanism may be a way to characterize these organisms. To study the induction of autoxidation processes in senescent phytoplankton, we conducted various cultures of E. Huxleyi. We found that under an atmosphere with additional CO2 the production of autoxidation products increased. We studied autoxidative degradation of the major lipid components of this haptophyte and demonstrated that these processes could play a significant role in the degradation of most unsaturated lipids including alkenones. We also studied the effect of UV and PAR radiations on some phytoplankton and bacterial lipids. Cells of a non axenic strain of E. Huxleyi were exposed to these radiations. Most of the unsaturated lipids have undergone a photo-oxidation of type II (involving singlet oxygen), induced by both PAR and UV radiations. UV radiations induced a photo-induced stereomutation (cis-trans isomerization) of the double bond of some lipids (e. G. Monounsaturated fatty acids and phytol), and of some of their oxidation products. Hydroxyoctadec-9-cis-10-enoic and hydroxyoctadec-10-cis-8-enoic acids (resulting from the oxidation of oleic acid) and hydroxyoctadec-11-cis-12-enoic and hydroxyoctadec-12-cis-10-enoic acids (resulting from the oxidation of vaccenic acid) were proposed as tracers of UV-induced photodegradation processes. Strong photodegradation of monounsaturated fatty acids typical of heterotrophic bacteria was also observed and attributed to the migration of singlet oxygen from phytodetritus to attached heterotrophic bacteria. Thus we have shown that in the euphotic layer of the oceans, senescent phytoplankton may contribute to the degradation of associated bacteria. At the DYFAMED station (Ligurian Sea), we confirmed that the use of a pool of lipid degradation products was needed to accurately characterize the fate of particulate organic matter in the natural environment. Indeed, abiotic oxidation products of fatty acids allow precise monitoring of the evolution of the bloom, but are labile and unusable for too degraded samples. In contrast, abiotic oxidation products of phytol, although less sensitive tracers, can provide information on more degraded samples. Finally, thanks to the stability of their polycyclic structure, sterols can provide information on the type of degradation (biotic or photo-oxidative autoxidative) which occurred, even on highly degraded samples. All these tracers have confirmed that abiotic oxidation processes play a major biogeochemical role within the euphotic layer of the oceans. We finally found that autoxidation processes could significantly alter the alkenone unsaturation index, while the photo-oxidation processes had no effect. Indeed, the processes of autoxidation can induce a significant increase in the index that corresponds to a variation of 2 to 4 ° C when estimating the temperature
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Folack, Jean. "Variations mensuelles de la biomasse et de la production du phytoplancton d'une zone côtière d'intérêt aquicole : "Anse de Carteau-Golfe de Fos"." Aix-Marseille 2, 1986. http://www.theses.fr/1986AIX22039.
Full textAbstract:
Une etude des facteurs du milieu de la matiere particulaire en suspension de la biomasse et de la production du phytoplancton dans un milieu de type estuarien de la mediterranee nord occidentale (anse de carteau golfe de fos, france) a ete realisee dans le but d'evaluer sa capacite biotique en vue d'une exploitation conchylicole. L'etude s'est poursuivie sur une periode de 12 mois. L'analyse des variations mensuelles des facteurs du milieu montre que nous sommes en presence d'un ensemble domine par les vents et les apports d'eaux douces provenant de l'etang de berre et du rhone, entrainant, par temps calme, une stratification a deux couches. Le phytoplancton consitue essentiellement d'especes marines montre des floraisons en periode estivale alors que plus generalement le bloom se situe au printemps. En 1984, le printemps a ete relativement froid. La biomasse phytoplanctonique (chlorophylle a) est a peu pres 10 fois celle mesuree en mediterranee nord occidentale dans les eaux larges, alors que la production primaire exprimee en gcm**(-2)an**(-1) n'est que le double. Le milieu etudie montre les potentialites nutritives (glucides, proteinesm lipides) tres comparables a celles des autres milieux aquicoles. Une analyse de regression multiple et en composantes principales montre que les facteurs dominants dans le milieu etudie sont essentiellement la temperature et la salinite en surface, alors qu'a 4 m sont essentiellement l'eclairement et les elements azotes
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Dezutter, Thibaud. "Réchauffement et «match-mismatch» entre le phytoplancton et le zooplancton dans la mer de Beaufort." Master's thesis, Université Laval, 2017. http://hdl.handle.net/20.500.11794/27589.
Full textAbstract:
Le réchauffement que subit présentement l’Arctique va affecter un vaste éventail de processus pélagiques, allant de la production phytoplanctonique au recrutement des poissons. Des pièges à particules déployés sur des mouillages océanographiques au-dessus du talus continental de la mer de Beaufort ont été utilisés pour évaluer les impacts des changements dans l’étendue du couvert de glace et dans la température de l’eau sur la phénologie des algues de glace, du phytoplancton et des copépodes herbivores du genre Calanus. L’abondance et la composition des algues et du zooplancton dans les pièges ont été analysées pour 5 des 6 cycles annuels entre 2009 et 2015 (excluant 2014). La température de l’eau, la concentration de glace et l’épaisseur de neige ont aussi été obtenues pour cette période. Pour 4 des 5 années étudiées, la migration verticale ascendante de Calanus glacialis précédait l’export de l’algue de glace Nitzschia frigida de 6 à 8 semaines, alors que la migration de Calanus hyperboreus et des nauplii de C. glacialis correspondait à l’export de l’ensemble des diatomées. Une situation de « mismatch » entre les producteurs primaires et secondaires fut observée en 2013 alors que l’export des algues de glace fut retardé par une fonte tardive de la neige et de la glace provoquant une diminution de l’abondance de nauplii cet été tandis qu’une température plus chaude combinée à une production algale automnale ont perturbés la migration de C. hyperboreus, entraînant une émergence des nauplii en hiver en surface. Comme les algues de glace et le phytoplancton sont des sources de nourriture essentielles pour les copépodes du genre Calanus, une situation de « mismatch » aura des conséquences négatives sur le recrutement de ces espèces, mais aussi sur le transfert d’énergie vers les échelons trophiques supérieurs. Des évènements semblables pourraient potentiellement devenir plus courant dû au réchauffement important que subit l’Arctique.The unprecedented pace of warming of the Arctic Ocean affect a wide range of pelagic processes, from microalgal production to fish recruitment. Sediment traps deployed on oceanographic moorings at the Beaufort Sea shelf break were used to investigate the impact of changes in ice cover and water temperature on the phenology of ice algae, phytoplankton and herbivorous copepods from the Calanus genus. Water temperature, salinity, microalgal fluxes and composition, and zooplankton abundance and composition in the traps were monitored over 5 of the 6 annual cycles from September 2009 to September 2015 (no data in 2014). Satellite-derived sea ice concentration and modeled snow depth were also retrieved for the same period. For 4 of the 5 years monitored, the upward migration of Calanus hyperboreus along with nauplii abundance were synchronized with peaks in diatoms export while the migration of Calanus glacialis preceded the peak in export of the ice algae Nitzschia frigida by 6 to 8 weeks. A disruption of these patterns was observed in 2013 as a mismatch between primary and secondary producers was observed. First, unusual warm water temperatures and significant diatom flux from October to December 2012 led to a shoaling of C. hyperboreus females winter vertical distribution and, thus, important egg spawning above 100 m with numerous nauplii swimming into the trap in March-April. Second, the late snow and ice melt in summer 2013 delayed the ice algae export, resulting in a mismatch with C. glacialis and N. frigida. As ice algae and phytoplankton are essential food source for the reproduction and development of Calanus copepods, a mismatch likely had negative impact on their recruitment and on the subsequent transfer of energy to carnivorous copepods, fish, and seabirds. Such mismatch events between phytoplankton and zooplankton will potentially occur more often owing to the rapidly changing environmental conditions in the Arctic Ocean.
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Jacq, Evelyne. "Etude des peuplements bactériens planctoniques dans deux systèmes côtiers de Bretagne : la rade de Brest et la zone frontale d'Ouessant." Brest, 1986. http://www.theses.fr/1986BRES2029.
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Thyssen, Melilotus. "Analyse à haute fréquence spatiale et temporelle du phytoplancton à l'aide de la cytométrie en flux automatisée et immergeable." Aix-Marseille 2, 2008. http://theses.univ-amu.fr.lama.univ-amu.fr/2008AIX22008.pdf.
Full textAbstract:
La dynamique du pico- et nanophytoplancton ainsi que leurs réactions aux variations de leur environnement sont encore peu documentées. Plus la taille des organismes est petite et plus leur abondance est élevée, leur dynamique temporelle forte, leur distribution spatiale clairsemée et leur diversité grande par unité d’espace. Il devient alors parallèlement de plus en plus difficile de réaliser une observation détaillée des microorganismes avec une résolution spatio-temporelle réaliste. Cette limitation peut être partiellement réduite grâce à la cytométrie en flux automatisée et immergeable. La cytométrie en flux est une technique développée pour l’analyse individuelle des particules (cellules) et qui s’est avérée fondamentale dans la recherche en microbiologie marine. Le principe repose sur l’analyse des propriétés optiques de diffraction, diffusion et fluorescence naturelle et/ou induite associées à l’interception d’une cellule par un faisceau laser. Cette technique permet un grand nombre d’analyses par seconde (jusqu’à 100 000). Afin de pallier aux limitations liées à l’analyse en laboratoire (fixation des échantillons, transport, stockage), le Cytosub (Cytobuoy, b. V. ) a été spécifiquement conçu pour l’analyse in situ du phytoplancton marin dont les pigments photosynthétiques sont autofluorescents. Nous avons validé cette nouvelle approche par des expériences parallèles avec des cytomètres conventionnels. En utilisant ce nouveau type de cytomètre en flux immergeable pouvant effectuer des analyses toutes les 10 minutes, nous avons observé le comportement de groupes hytoplanctoniques (dans la classe de taille 1-50 μm) composés de cellules partageant les mêmes signatures optiques en fonction des cycles cellulaires et des changements environnementaux. Nous avons démontré que le cycle cellulaire des groupes observés avait un impact sur les fluctuations d’abondance aussi bien lors d’un suivi temporel en un point fixe qu’en analyse spatiale. Au cours du suivi temporel en baie de Marseille, les groupes cytométriques se sont comportés comme des entités indépendantes vis à vis de changements environnementaux ce qui permet d’avancer l’idée que ces groupes peuvent être considérés comme des groupes fonctionnels, mais surtout que leur dynamique est un attribut fonctionnel important. Lors du suivi spatial en Atlantique, les groupes observés étaient similaires à ceux mis en évidence pendant le suivi temporel en Méditerranée, suggérant que la diversité cytométrique de ces groupes de cellules de taille comprise entre 1 et 50 μm n’est pas trop importante alors que la diversité taxonomique pourrait être très grande. Les groupes observés ont montré des affinités variables pour des masses d’eau dont les caractéristiques hydrologiques et hydrodynamiques étaient différentes. L’analyse cytométrique à haute fréquence permet de définir l’échelle à laquelle les échantillonnages doivent être effectués afin d’intégrer la totalité de l’information concernant les variabilités à court terme. L’observation des cellules de taille <50 μm en océan ouvert permet de coupler leurs abondances avec les images satellitaires.
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Lebrun, Marion. "De l'interaction entre banquise, lumière et phytoplancton arctique." Electronic Thesis or Diss., Sorbonne université, 2019. http://www.theses.fr/2019SORUS524.
Full textAbstract:
Une des sources majeures d'incertitudes à propos de nos connaissances sur les mécanismes gouvernant la croissance du phytoplancton dans les régions englacées arctiques est liée aux interactions entre banquise, lumière et phytoplancton arctique. L'objectif de cette thèse est de mieux comprendre ces interactions et de révéler les sources principales d'incertitude dans les modèles du système Terre. Je montre d'abord que la période d'eau libre arctique est majoritairement contrôlée par le cycle solaire et par les échanges thermodynamiques entre océan et atmosphère durant l'été. Selon les projections climatiques, elle devrait augmenter et se décaler vers l'automne. J'évalue ensuite le schéma de transfert radiatif du modèle d'océan, NEMO, dans la zone de banquise arctique. Je montre que le rayonnement transmis sous la banquise est aujourd'hui fortement sous-estimé, en raison notamment d'une surestimation de l'atténuation par la neige et par les premiers centimètres de l'océan couvert de banquise. Je définis, enfin, un diagnostic pour décrire le cycle saisonnier de la lumière disponible dans la zone de glace, et j'étudie son impact sur le phytoplancton simulé par le modèle biogéochimique, PISCES. Il reste néanmoins, de larges incertitudes pour comprendre la relation entre ce diagnostic et la croissance du phytoplanctonLarge weaknesses remain considering our understanding of the drivers of phytoplankton growth in Arctic sea ice zone, especially due to large uncertainties in the interactions between sea ice, light and phytoplankton.The aim of this PhD thesis is to better understand these interactions and to highlight the main uncertainties considering these interactions in Earth System Models. I first show that the ice-free period is mainly led by the solar irradiance cycle and by the ocean-atmosphere thermodynamic exchanges during summer. It is consequently projected to extend into fall in the future. Then, I evaluate the radiative transfer scheme in the ocean model NEMO, in arctic sea ice zone. I show that NEMO largely underestimates the transmitted shortwave radiation in ice-covered waters, especially due to the overestimation of the snow and the first level of the ocean attenuation. I finally define a diagnostic to describe available light seasonality in the sea ice zone and I study the impact of this diagnostic on simulated phytoplankton in the bio-geochemistry model PISCES. However, large uncertainties remain in the study of the relation between this diagnostic and the phytoplankton growth. This is especially due to the non-linearity between available light and phytoplankton growth and also due to the lake of knowledge about the phytoplankton physiology
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Jean, Natacha. "Etude du DMSP et du DMS dans deux écosystèmes littoraux marins de niveaux trophiques différents (Méditerranée Occidentale, France) : relations avec les facteurs abiotiques et biotiques." Toulon, 2002. http://www.theses.fr/2002TOUL0016.
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Oziel, Laurent. "Variabilité de la mer de Barents et son impact sur le phytoplancton." Thesis, Paris 6, 2015. http://www.theses.fr/2015PA066483/document.
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La mer de Barents possède un écosystème particulièrement riche. Elle est affectée par le changement climatique actuel, comme le reste de l'Arctique. L'effet le plus visible et le plus connu est la réduction spectaculaire de la banquise. On examine dans cette thèse les répercussions de ces changements sur l'hydrologie et le phytoplancton en mer de Barents. Pour cela, on s'appuie sur la création d'une base de données historiques comprenant les paramètres hydrologiques et bio-géochimiques. Un modèle 3D bio-géochimique spécifique à l'écosystème arctique est aussi utilisé quand les observations sont manquantes. Enfin, les données satellites fournissent des séries temporelles de concentration de glace, de Chlorophyle-a...La mer de Barents est caractérisée par un front polaire séparant les eaux atlantiques issues des mers Nordiques des eaux arctiques dont la position est connue à l'ouest de 35°E. Nous avons pu montrer que ce front se sépare en deux branches dans l'Est du bassin: le front du Nord et le front du Sud. Ces fronts enferment les eaux de la mer de Barents qui se forment en hiver. Un doublement du volume des eaux atlantiques (une " Atlantification " de la mer de Barents), a aussi été mise en évidence. Elle accompagne un déplacement des fronts Nord et Sud vers le Nord-est. Le volume des eaux de la mer de Barents reste inchangé.Ces changements, affectant l'hydrologie et la glace de Mer, ont un impact significatif sur le phytoplancton. Les deux efflorescences qui le caractérisent ont lieu plus au Nord et à l'Est. La biomasse totale annuelle a augmenté de 40% lors des deux dernières décennies. Ce travail montre que les conditions de glace de mer et la structure frontale sont les paramètres clefs dirigeant la variabilitéinter-annuelle du phytoplanctonThe Barents Sea has a particularly rich ecosystem. This is an Arctic region subject to intense climate changes. The drastic decrease in sea ice cover is the most visible effect. What are the impacts of these climatic changes on the hydrology and phytoplankton? In order to answer these questions, this thesis relies on the creation of an extensive historical database of physical and bio-geochemical parameters. A 3D bio-geochemical model with an Arctic specific ecosystem is used when observations are lacking. At least, remote sensing data provides valuable time series of Ice concentration, Chlorophyll-a... The Polar Front, separating the Atlantic Water coming from the Nordic Sea from the Arctic Water, is the principal feature of the Barents Sea region. Its position is known west of 35°E, but we showed that the polar front splits into two branches in the East part of the Barents Sea: the "Southern Front" and the "Northern Front". They enclose the winter locally formed Barents Sea Water. An “Atlantification”, illustrating a doubling of the Atlantic Water volume, has been evidenced and goes along with a North-eastward shift of the fronts. These hydrological and sea ice changes have a significant impact on the phytoplankton development. The two blooms of the Barents Sea occur further North and East with a 40% total anual biomass increase for the last two decades. This study suggests that the winter sea ice conditions and the frontal structure are the key mechanisms driving the inter-annual phytoplankton variability
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Psarra, Stella [Styliani]. "Influence du degré d'oligotrophie sur la structure et le fonctionnement de l'échelon primaire de l'écosystème pélagique en Méditerranée orientale (Mer Egée)." Aix-Marseille 2, 2002. http://www.theses.fr/2002AIX22089.
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Chever, Fanny. "Spéciation du fer en milieu océanique, interactions avec le phytoplancton." Brest, 2009. http://www.theses.fr/2009BRES2025.
Full textAbstract:
Toutes les fertilisations en fer (Fe) dans les zones HNLC (High Nutrient-Low Chlorophyll) ont montré le rôle crucial de cet élément dans la production primaire et la structure de la communauté planctonique. Cependant, l’étude de son cycle biogéochimique est difficile en raison de ses faibles concentrations dans l’océan ouvert et de sa spéciation complexe. De nombreuses inconnues persistent, notamment sur la prédominance relative de ses sources et sur la fraction bioassimilable. Les objectifs de cette thèse étaient d’améliorer notre connaissance sur le cycle biogéochimique du Fe dans l’océan, dans le but de répondre à deux questions: (1) Quelles sont les sources, la distribution et la spéciation physique du Fe en milieu océanique dans des zones ayant des apports contrastés en Fe ? et (2) Quelles sont les interactions entre sa spéciation et l’activité biologique? Au cours de deux études en milieu naturel (KEOPS et BONUS-GoodHope), la spéciation physique du Fe a été mesurée. Le fer total dissolvable (échantillons non filtrés) s’est révélé être un bon traceur des sources lithogéniques. Ces études ont montré que les distributions de Fe soluble et colloïdal étaient liées à l’activité biologique et à la force des ligands organiques. Des expériences en laboratoire couplant ajouts d’eau de pluie, mesures de la spéciation du Fe et activité biologique ont également été réalisées, en présence d’une diatomée océanique, dans le cadre du projet BOA. Deux hypothèses quant à la biodisponibilité du Fe ont été formulées : une assimilation du Fe colloïdal ou du Fe soluble suivi d’un transfert rapide entre fraction colloïdale et solubleAll iron (Fe) fertilizations in HNLC areas (High Nutrient-Low Chlorophyll) highlighted the crucial role of this element in primary production and planktonic community structure. However, the study of its biogeochemical cycle is difficult, due to the low Fe concentrations in the Open Ocean and to its complex speciation. Many unknowns persist, in particular on the relative predominance of its sources to the oceans and on the bioavailability of the different fractions. The objectives of this PhD were to improve our knowledge on the biogeochemical cycle of Fe in seawater, in order to answer to these questions: (1) What are the sources, distribution and physical speciation of Fe in seawater, in areas characterized by contrasted Fe supplies? And (2) What are the interactions between its speciation and the biological activity? A field approach was used in order to better determine and quantify Fe sources to the ocean. Fe physical speciation was measured during two cruises, KEOPS and BONUS-GoodHope. Total dissolvable Fe was shown to be a good proxy for lithogenic inputs. Those studies showed that the soluble and colloidal Fe distributions are linked to biological activity and to the strength of organic ligands. In order to better constrain the question of Fe bioavailabllity, laboratory experiments were conducted in the framework of the BOA project, coupling rainwater, Fe speciation and biological activity, in the presence of an oceanic diatom. Two hypothesis concerning Fe bioavailability were formulated: an assimilation of colloidal fraction or an assimilation of soluble fraction followed by a rapid exchange between the two fractions
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Bricaud-Wehrlin, Annick. "Propriétés optiques du phytoplancton : étude théorique et expérimentale : application à l'interprétation de la couleur de la mer." Paris 6, 1989. http://www.theses.fr/1989PA066074.
Full textAbstract:
Une étude théorique des propriétés optiques des particules selon leurs caractéristiques physiques a permis de proposer une modélisation de l'absorption (effet de discrétisation), ainsi que de l'atténuation et de la diffusion de la lumière par le phytoplancton. De plus la variabilité de la relation concentration en pigments-production primaire a été examinée à partir des données in situ de diverses zones.
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Klein, Cécile. "Etude des dynamiques du phytoplancton en Manche orientale et occidentale : Approche écophysiologique : [thèse soutenue sur un ensemble de travaux." Caen, 2010. http://www.theses.fr/2010CAEN2016.
Full textAbstract:
Deux sites contrastés de la Manche où les activités conchylicoles sont importantes (la Baie des Veys -BDV- et Lingreville-sur-mer -LGV- côtes Est et Ouest du Cotentin) ont été étudiés. La variabilité temporelle (saisonnière à pluriannuelle) des communautés phytoplanctoniques, de la production primaire et des paramètres photosynthétiques a été analysée en fonction des forçages environnementaux à l’aide d’analyses multivariées. Les deux sites étudiés ont montré des dynamiques phytoplanctoniques différentes. Au site BDV, celle-ci a suivi un cycle saisonnier dépendant de la température, de la lumière et des stocks de sels nutritifs tandis qu’au site LGV, cette dynamique est affectée par l’hydrodynamisme (vent, courants de marée). Cette étude a également démontré que l’assemblage phytoplanctonique était dominé par des espèces différentes en fonction des années traduisant l’existence d’une compétition interspécifique permanente où l’évolution des paramètres environnementaux et les capacités physiologiques de chaque espèce jouent un rôle essentiel. Pour comprendre le devenir des efflorescences dans la colonne d’eau, un suivi temporel des excrétions de polysaccharides (EPS) a été effectué. La quantification de ces excrétions en fonction des variables environnementales a montré une influence de l’azote (NO3, NH4) au printemps et de l’hydrodynamisme en automne sur ces excrétions. Une attention particulière a également été portée sur la succession des Pseudo-nitzschia spp au site BDV démontrant la présence de 6 espèces et le développement possible d’une espèce toxique, P. Australis, en automne lorsque les températures sont fortes et qu’une limitation en Si est observéeTwo contrasted areas of the English Channel which show important shellfish farming (Baie des Veys -BDV- and Lingreville-sur-mer -LGV- Eastern and Western coasts of Cotentin) have been studied. The temporal variations (seasonal to long-term) of phytoplankton communities, primary production and photosynthetic parameters have been analysed according to environmental forces using multivariate analyses. A different phytoplankton dynamic between the two studied sites was observed. At the BDV site, it followed a seasonal cycle dependant on temperature, light and nutrients stocks whereas at the LGV, this dynamic was largely dependant on hydrodynamism (wind, tidal currents). This study has also demonstrated that phytoplankton assemblage was dominated by different species according to the year illustrating a continuous interspecific competition controlled by environmental parameters variations and by physiological capacities of each species. To understand the mechanisms of the end of phytoplankton bloom in the water column, a time series of the extracellular polymeric substances (EPS) was made. The quantification of those excretions according to environmental parameters showed that EPS were affected by nitrogen concentrations (NO3, NH4) in spring and by hydrodynamic forces in autumn. The Pseudo-nitzschia spp succession at the BDV site was finally studied, indicating the occurrence of 6 species and the possible development of a toxic species, P. Australis, in autumn when temperatures are high and a Si limitation is observed
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Facca, Chiara. "Phytoplancton et microphytobenthos comme indicateurs de l'état trophique en milieu côtier." Montpellier 2, 2003. http://www.theses.fr/2003MON20148.
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Garrido, Marie. "Structure et fonction des communautés phytoplanctoniques en milieux côtiers marin et lagunaire (Méditerranée - Corse) dans une optique de gestion." Corté, 2012. http://www.theses.fr/2012CORT0030.
Full textAbstract:
Les écosystèmes côtiers contribuent de manière importante à la production primaire des océans. De par leur position géographique, ils sont particulièrement sensibles à l’eutrophisation. Le compartiment phytoplanctonique y joue un rôle prépondérant au regard de sa position dans la chaîne tropique, mais également en termes de diversité. Il est également capable d’intégrer et/ou de refléter les changements environnementaux qui s’opèrent à court, moyen et long terme. (. . . /. . . )Coastal ecosystems contibute in a significant way to oceans’ primary production. By their geographical position, they are particulary sensitive to eutrophication. Phytoplanktonic compartment plays a predominant role with regards its position as primary producer, but also in terms of diversity. It is also able of integrating and/or reflecting the environmental changes that take place in the short , medium and long term. (. . . /. . . )
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Vantrepotte, Vincent. "Caractérisation bio-optique des eaux côtières en Manche Orientale pour l'estimation de la production primaire et le suivi des poussées phytoplanctoniques : application à la télédétection satellitaire "couleur de l'eau" en milieu côtier." Littoral, 2003. http://www.theses.fr/2003DUNK0100.
Full textAbstract:
Les écosystèmes côtiers sont parmi les plus productifs mais également les plus variables dans le temps et dans l'espace. La télédétection "couleur de l'eau" est un outil adapté à l'étude de la dynamique phytoplanctonique et à l'estimation de la production primaire dans de tels systèmes puisqu'il permet de d'obtenir à la fois une haute résolution spatiale et des mesures à haute fréquence temporelle. Le développement de l'imagerie satellitaire dans les eaux côtières (eaux du cas 2) nécessite simultanément la caractérisation : (i) de la dynamique phytoplanctonique, (ii) des propriétés bio-optiques des compartiments optiquement actifs de l'eau de mer (le phytoplancton, les substances jaunes et la matière particulaire non-phytoplanctonique) et (iii) de la variabilité des pparamètres photosynthétiques. C'est pour répondre à cet objectif que, durant l'année 2000, 5 campagnes en mer ont été effectuées à méso-échelle en Manche Orientale. D'un point de vue écologique, différents écosystèmes ("provinces") ont été discriminés sur une base hydrobiologique. Au niveau bio-optique, les spectres d'absorption des substances jaunes, du phytoplancton et de la matière particulaire non-phytoplanctonique présentent des dynamiques spatiales et saisonnières différentes, liées à des facteurs environnementaux et/ou à des facteurs biologiques. La variabilité des paramètres photosynthétiques a été appréhendée à différentes échelles de temps et d'espace afin de définir une stratégie adaptée à la réalisation d'un modèle de production primaire à méso-échelle pour la Manche orientaleThe coastal ecosystems are among the most productive but also the most variable ones at both spatial and temporal scales. Remote sensing of "ocean colour" seems to be well adapted to study phytoplankton dynamics in such variable systems, due to its high spatial resolution and high temporal frequency. Remote sensing development in coastal waters (belonging to case 2 waters) requires simultaneously the characterization of : (i) the phytoplankton dynamics, (ii) the bio-optical properties of the optically active compartments of seawater (phytoplankton, yellow substances and non-phytoplankton particulate matter) and (iii) the variability of algal photosynthetic parameters. These points correspond to the objectives of our study, for which 5 mesoscale campaigns at sea were carried out in the eastern English Channel in 2000. At an ecological point of view, various ecosystems ("province") were discriminated on their hydro-biological characteristics. At a bio-optical point of view, the absorption spectra of yellow substances, phytoplankton and non-phytoplankton particulate matter present different dynamics (both at space and season scales), related to different environmental and/or biological factors. The variability of the algal photosynthetic parameters was studied on various spatial and temporal scales in order to define and adapted strategy for the mesoscale primary production modelling in the Eastern English Channel
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Houliez, Emilie. "Contrôle de l’activité photosynthétique du phytoplancton en milieu côtier : utilisation de la fluorescence spectrale et de la fluorimétrie modulée." Thesis, Lille 1, 2012. http://www.theses.fr/2012LIL10069/document.
Full textAbstract:
Les dynamiques de l’activité photosynthétique du phytoplancton ont été caractérisées dans un écosystème côtier macrotidal (le Détroit du Pas-de-Calais, Manche orientale) et associées aux conditions environnementales. La variabilité spatiale et temporelle des paramètres photosynthétiques a été étudiée à différentes échelles, entre Septembre 2008 et Août 2010. Le niveau de variabilité et les facteurs de contrôle des paramètres photosynthétiques dépendent de l’échelle considérée. Au niveau spatial, aucun gradient des paramètres photosynthétiques n’a été trouvé entre la côte et le large. A l’inverse, au sein de la colonne d’eau, des variations du rendement quantique maximum (Fv/Fm), du taux de transport maximum des électrons (ETRm) et du coefficient de saturation lumineuse (Ek), en lien avec l’histoire lumineuse des cellules, ont été observées. Aux courtes échelles de temps (de l’heure à l’échelle d’un cycle de marée morte-eau/vive-eau), des variations considérables des paramètres photosynthétiques ont été observées. Les conditions lumineuses et la disponibilité des nutriments étaient les principaux facteurs de contrôle. Aux plus grandes échelles de temps (de l’échelle semi-mensuelle à l’échelle pluriannuelle), Fv/Fm, α (l’efficacité maximale d’utilisation de la lumière) et ETRm variaient sans cycle saisonnier clair. Par opposition, Ek suivait le cycle saisonnier de la lumière. A ces échelles, les interactions entre les successions des communautés phytoplanctoniques et les changements de lumière, de température et de disponibilité en nutriments contrôlaient la variabilité de l’activité photosynthétiqueDynamics of phytoplankton photosynthetic activity were characterised in a macrotidal coastal ecosystem (the Strait of Dover, eastern English Channel) and related to environmental conditions. Spatial and temporal variability of photosynthetic parameters were studied at different scales, between September 2008 and August 2010. The level of variability and controlling factors of photosynthetic parameters depend on the scale considered. In space, no gradient of photosynthetic parameters was found between coastal and offshore waters. By contrast, within the water column, variations of the maximum quantum yield (Fv/Fm), the maximum electron transport rate (ETRm) and the light saturation coefficient (Ek) in relation to the light history of cells were observed. At short time scale (from hour to the scale of a neap-spring tide cycle), considerable variations of photosynthetic parameters were observed. Light conditions, temperature and nutrient availability were the main controlling factors. At longer time scale (from fortnightly to inter-annual scales), Fv/Fm, α (the maximal light utilization efficiency) and ETRm varied without any clear seasonal cycle. By contrast, Ek followed the seasonal variations of light except during summer where its changes of Ek were small compared to the light variability. At these time scales, close interplays between shifts of phytoplankton communities and changes of light, temperature and nutrient availability controlled the variability of photosynthetic parameters
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Napoléon, Camille. "Évolution spatio-temporelle de la production primaire et des communautés phytoplanctoniques en Manche." Caen, 2012. http://www.theses.fr/2012CAEN2067.
Full textAbstract:
La concentration en chlorophylle a, habituellement utilisée dans les modèles écosystèmiques marins pour l’estimation de la production primaire (PP), ne donne qu’une image figée du compartiment phytoplanctonique. Or, tous les niveaux trophiques pris en compte au sein des modèles reposent sur la PP. Ainsi, une bonne modélisation des réseaux trophiques en Manche nécessite une estimation fiable de la PP sur l’ensemble de l’écosystème. Afin de suivre la dynamique de la PP à haute échelle spatio-temporelle, des campagnes en mer ont été effectuées à bord de ferries (Brittany Ferries), en Manche centrale sur la ligne Ouistreham (Fr)/Porstmouth (GB), et en Manche occidentale sur la ligne Roscoff (Fr)/Plymouth (GB). Afin de mesurer à haute fréquence les paramètres photosynthétiques, des mesures de PAM ont été réalisées. Ces mesures ont été couplées à celles des paramètres physico-chimiques, afin de définir les paramètres contrôlant la PP en Manche. D’autre part, les espèces pico, nano et microphytoplanctoniques ont été identifiées dans le but d’étudier le lien entre variabilité de la communauté, diversité et niveau de production et de productivité. Sur le transect Ouistreham/Portsmouth, ces mesures ont été couplées à des mesures d’incorporation de carbone (13C) à basse fréquence. La combinaison des données PAM aux données 13C a permis de créer un modèle multi-paramétrique, transformant les données PAM en données d’incorporation de carbone, en fonction de paramètres physico-chimiques et biologiques. Cette approche a également été menée en laboratoire sur des espèces phytoplanctoniquesThe chlorophyll a concentration, usually used in marine ecosystemic models for the estimation of primary production (PP), merely gives a fixed image of the phytoplankton compartment. Yet, all trophic levels taken into account within the models depend on the PP. Thus, a good modelisation of food webs in the English Channel requires a reliable estimation of PP on the whole ecosystem. In order to follow the PP dynamics at a high spatio-temporal scale, surveys have been conducted onboard ferry boats (Britanny Ferries), in the central English Channel on the Ouistreham (Fr)/Portsmouth (GB) transect, and in the occidental English Channel on the Roscoff (Fr)/Portsmouth (GB) transect. In order to measure the photosynthetic parameters at a high frequency, PAM measurements have been carried out. On the one hand, these measurements have been associated to the measurements of physicochemical parameters, with a view to define which parameters controlled the PP in the English Channel. On the other hand, pico, nano and microphytoplankton species have been identified in order to study the link between the variability of the community, the diversity, and the production and productivity levels. On the Ouistreham/Portsmouth transect, these measurements have been coupled with carbon incorporation measurements (13C) at low frequency. The coupling of PAM data with those of 13C has made it possible to create a multi-parametric model, thereby transforming the PAM data into carbon incorporation data, depending on physicochemical and biological data. This approach was also performed in laboratory on phytoplankton species
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Bosc, Emmanuel. "Variations saisonnières et interannuelles de la biomasse phytoplanctonique et de la production primaire en Méditerranée : évaluation et utilisation des données satellitales de couleur de l'océan (SeaWiFs, Polder et OCTS)." Toulon, 2002. http://www.theses.fr/2002TOUL0008.
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Jouenne, Fabien. "Dynamique de la production primaire phytoplanctonique et structure de la communauté microalgale au sein d'un écosystème estuarien microtidal : la Baie des Veys (Manche Est)." Caen, 2005. http://www.theses.fr/2005CAEN2002.
Full textAbstract:
Les variations de la production primaire phytoplanctonique sont associées aux variations de lumière, de concentrations en sels nutritifs ou de température de l’eau. Cependant, une influence de la composition spécifique est admise sans que le suivi attentif ne soit réalisé à chaque étude sur la production primaire. Durant 18 mois, des prélèvements ont été réalisés toutes les deux semaines dans un écosystème macrotidal normand, la Baie des Veys. Durant cette période, les paramètres physico-chimiques (lumière, charge particulaire, sels nutritifs, température, salinité), la production primaire et les paramètres photosynthétiques (PBmax, αB, Ek, βB) ont été mesurés. En parallèle, un suivi de la structure de la communauté phytoplanctonique (biomasse, composition spécifique, biovolume, diversité spécifique) et donc une observation des successions d’espèces ont été entrepris. Une relation a été établie entre la dynamique de production primaire et les changements dans la structure de communauté microalgale. Les espèces dominantes (Bacillariophycées) ont un preferendum environnemental pour une production optimale. Les variations temporelles, inter- et intraspécifiques du biovolume des Bacillariophycées sont corrélées à la production primaire et la diversité spécifique est élevée lorsque la compétition pour les ressources trophiques et la productivité sont faibles. Un suivi permanent de l’ « identité phytoplanctonique » est nécessaire à une meilleure compréhension de l’apport de matière organique au sein des réseaux trophiques marins, surtout dans les zones d’interface où le mélange entraîne des changements dans la structure de la communauté phytoplanctonique.
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Bonato, Simon. "Étude de la variabilité spatiale et temporelle des communautés phytoplanctoniques en Manche Orientale - Utilisation de la cytométrie en flux de scanning." Thesis, Littoral, 2015. http://www.theses.fr/2015DUNK0379/document.
Full textAbstract:
Le compartiment phytoplanctonique joue un rôle prépondérant dans les écosystèmes marins de par sa position comme principal producteur primaire et fixateur de carbone, mais aussi en raison de sa capacité de multiplication élevée, qui lui permet de réagir rapidement aux changements environnementaux et d'en faire un potentiel bio indicateur. La plupart des études antérieures ne se sont basées que sur des observations réalisées à basse fréquence, ou bien ne ciblant qu'une partie des groupes/espèces phytoplanctoniques entraînant une perte importante d'information sur la variabilité d'abondance et composition du phytoplancton. Cette thèse a été réalisée dans le cadre du projet européen transfrontalier DYMAPHY dont l'objectif principal visait à améliorer les connaissances et l'évaluation de la qualité des eaux marines de la Manche et de la Mer du Nord, à travers l'étude de l'ensemble du compartiment phytoplanctonique et ses paramètres complémentaires. Dans ce contexte, une approche à haute fréquence et/ou haute résolution spatiale, via l'utilisation de la cytométrie en flux semi-automatisée, a permis de mieux caractériser la variabilité spatiale et temporelle du phytoplancton en Manche Orientale. Pour cela on a utilisé 3 approches complémentaires dont les résultats principaux obtenus lors de ce travail de thèse sont les suivants : (i) une étude à haute fréquence, avec une analyse cytométrique toutes les 10 minutes, qui a permis de révéler une forte variabilité spatiale du phytoplancton, à une échelle régionale (Manche Orientale), dont l'assemblage communautaire n'était pas déterminé par l'hydrologie ; (ii) un suivi saisonnier de l'ensemble du spectre de taille des cellules phytoplanctoniques le long d'un gradient côte-large proche du détroit du Pas de Calais, qui a révélé, au-delà d'une certaine hétérogénéité spatiale, une forte variabilité temporelle permettant de définir les successions saisonnières et les principaux facteurs les régissant, à savoir la luminosité et la concentration en sels nutritifs ; (iii) un suivi de 3 ans sur un point fixe en eaux côtières, qui a permis de mettre en relation les traits de vie des groupes phytoplanctoniques avec l'environnement, afin de comprendre comment les communautés phytoplanctoniques s'assemblent en réponse à la variabilité environnementale. Les résultats ont montré une différenciation fonctionnelle liée à l'utilisation des ressources et des stratégies de croissance, associées à un gradient de ressources. Cette étude confirme notamment l'importance de "l'hypothèse du ratio de masse", qui prédit que les traits de vie de l'espèce la plus abondante au sein d'une communauté, seraient le moteur des processus les plus importants au sein d'un écosystèmePhytoplankton micro-organisms play a key role in marine ecosystems as main primary producers, being responsible for most of carbon uptake, but also due to their fast division rates which allow them to effectively react to environmental changes and which make them potentially good bio-indicators. Most previous studies have based their observations on low frequency sampling, only considering one fraction of phytoplankton communities, resulting in a significant loss of information on the dynamics of phytoplankton abundance and diversity. This thesis was carried out in the frame of the European cross-border DYMAPHY project, which main objective was to improve the understanding and the evaluation of the quality of marine waters in the English Channel and the North Sea, through the study of the whole phytoplankton compartment and related environmental parameters. A high frequency and/or high resolution approach, through the use of semi-automated flow cytometry, allowed us to reduce this loss of information and to better characterize the phytoplankton spatial and temporal variability in coastal water of the eastern English Channel.Three approaches were applied, leading to the ollowing results : (i) A high frequency study, performing one analysis every 10 minutes, which revealed a strong phytoplankton variability at the regional scale, with community assemblages that were not governed by hydrology ; (ii) A seasonal monitoring of the whole phytoplankton size-spectrum, which revealed the seasonal successions and the main factors governing them : nutrient concentrations and the daily light level which structured the transition of most phytoplankton groups ; (iii) A three-year follow-up at a coastal station, which made it possible to relate the traits-based characterization of each functional phytoplankton group to the environmental conditions, in order to better understand phytoplankton community assembly in response to environmental variability. The results have revealed a functional differentiation mainly due to the use of resources and the growth strategies, both of them driven by a resource gradient. This study confirms the importance of the "mass ration hypothesis", which predicts that the dominant life traits of the most abundant species, would be the main driver of the key ecosystem processes
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Hussherr, Rachel. "Impact de l'acidification océanique sur le phytoplancton et la production de diméthylsulfure en Arctique sous l'influence de deux régimes lumineux." Master's thesis, Université Laval, 2016. http://hdl.handle.net/20.500.11794/27341.
Full textAbstract:
Lors d 'une évaluation expérimentale de l 'impact potentiel de l 'acidification océanique sur l 'efflorescence phytoplanctonique saisonnière et la dynamique associée du diméthylsulfure (DMS) en Arctique, nous avons incubé de l 'eau prélevée en Baie de Baffin sous des conditions représentatives d 'un océan arctique acidifié. Employant deux régimes lumineux simulant respectivement des conditions de lumière sous la glace/dans un maximum chlorophyllien en profondeur (basse lumière; faible PAR + UVA, pas d UVB) et en eaux libres à la surface (haute lumière; PAR + UVA + UVB hauts), l 'eau d' échantillonnage collectée à 38m de profondeur a été exposée pendant 9 jours à 6 niveaux décroissants de pH s' échelonnant de 8,1 à 7,2. Une efflorescence phytoplanctonique dominée par les diatomées du genre Chaetoceros spp., atteingnant 7.5 µg de chlorophylle a L-1, s 'est développée dans chaque sac d 'expérience. Les concentrations de diméthylsulfoniopropionate total (DMSPT) et de DMS ont respectivement atteint 155 nmol L-1 et 19 nmol L-1. Dans les deux traitements lumineux, les concentrations de chlorophylle a et de DMS ont diminué linéairement avec l 'augmentation de la concentration en proton pour tous les pH testés. Les concentrations de DMSPT ont également diminué, mais seulement sous l 'influence du traitement « haute lumière » et sur un intervalle de pH restreint (de 8,1 à 7,6). En contraste avec le nanophytoplancton (2-20 µm), le picophytoplancton (≤ 2µm) a été stimulé par la baisse de pH. De plus, nous n avons observé aucune différence significative entre les deux régimes lumineux testés en terme de chlorophylle a, abondance phytoplanctonique, taxonomie et concentrations nettes de DMS et DMSP. Ces résultats montrent que l' acidification océanique pourrait significativement faire diminuer la biomasse algale et inhiber la production de DMS pendant l 'efflorescence phytoplanctonique saisonnière en Arctique, avec de possibles conséquences sur le climat régional.In an experimental assessment of the potential impact of Ocean acidification on seasonal phytoplankton blooms and associated dimethylsulfide (DMS) dynamics in the Arctic, we incubated water from Baffin Bay under conditions representing an acidified Arctic Ocean. Using two light regimes simulating under-ice/subsurface chlorophyll maxima (low light; Low PAR + UVA, and no UVB) and surface ice-free (high light; High PAR + UVA + UVB) conditions, water collected at 38 m was exposed over 9 days to 6 levels of decreasing pH from 8.1 to 7.2. A phytoplankton bloom dominated by the centric diatoms Chaetoceros spp. reaching up to 7.5 µg chlorophyll a L-1 took place in all experimental bags. Total dimethylsulfoniopropionate (DMSPT) and DMS concentrations reached 155 nmol L-1 and 19 nmol L-1, respectively. Under both light regimes, chlorophyll a and DMS concentrations decreased linearly with increasing proton concentration at all pH tested. Concentrations of DMSPT also decreased but only under high light and over a smaller pH range (from 8.1 to 7.6). In contrast to nanophytoplankton (2-20 µm), picophytoplankton (≤ 2 µm) was stimulated by the decreasing pH. We furthermore observed no significant difference between the two light regimes tested in term of chlorophyll a, phytoplankton abundance/taxonomy, and DMSP/ DMS net concentrations. These results show that OA could significantly decrease the algal biomass and inhibit DMS production during the seasonal phytoplankton bloom in the Arctic, with possible consequences for the regional climate.
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El, Hourany Roy. "Télédétection du phytoplancton par méthode neuronale : du global au régional, de la composition pigmentaire aux biorégions." Electronic Thesis or Diss., Sorbonne université, 2019. http://www.theses.fr/2019SORUS095.
Full textAbstract:
Cette thèse présente une approche novatrice d’analyse et d’observation de la structure de la communauté de phytoplancton à l'échelle mondiale et régionale à l'aide de données satellitaires (couleur de l‘océan et température de surface) et d'observations in-situ. L'approche est basée sur des méthodes neuronales de classification, telles que les cartes auto-organisatrices (SOM) calibrées sur une grande base de données globale formée de mesures satellitaires collocalisées avec des mesures in-situ. Nous avons d’abord développé une méthode d’estimation des pigments phytoplanctoniques secondaires appliquée à l’océan global à partir de mesures satellitaires. Ensuite nous avons réalisé une étude fine de la Méditerranée où les groupes phytoplanctoniques (PFTs) ont été identifiés. En se servant des mesures de profondeur de la couche de mélange (MLD) fournies par les flotteurs ARGO, de la température de surface de la mer (SST) et de la concentration en chlorophylle-a (Chla) satellitaire, nous avons déterminé sept bio-régions basées sur le cycle annuel de ces variables en utilisant une SOM modifiée. Enfin ces bio-régions ont été caractérisées en termes de PFTs. Les méthodes utilisées nous ont permis d’évaluer les incertitudes sur les pigments et sur les PFTs. L’ensemble des méthodes proposées dans la thèse permettent d’effectuer des études similaires dans d’autres régionsThis thesis presents a novel approach to analyze and observe the phytoplankton community structure at global and regional scale using satellite data (Ocean colour and Sea surface temperature) and in-situ observations. The approach is based on neural network classification methods, such as Self-Organizing Maps (SOM) trained on a large global database composed of satellite observations collocated with in-situ measurements. First, we developed a method to estimate secondary phytoplankton pigments from satellite measurements in the global ocean. Then we focused our studies on the Mediterranean Sea. Phytoplankton groups (PFTs) were identified from the secondary pigments estimated in the first phase. We then characterized seven bio-regions by clustering annual cycles MLD obtained from Argo floats, SST and Chla by using an advanced SOM. At last, these bio-regions were characterized in terms of PFTs. The methods developed in this thesis allowed us to estimate uncertainties on secondary pigments and PFTs. The applicability of these methods are broad and can be used to investigate other oceanic areas
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Steinmetz, François. "Étude de la correction de la diffusion atmosphérique et du rayonnement solaire réfléchi par la surface agitée de la mer pour l'observation de la couleur de l'océan depuis l'espace." Thesis, Lille 1, 2008. http://www.theses.fr/2008LIL10010/document.
Full textAbstract:
La principale difficulté pour l'observation de la "couleur de l'océan" depuis l'espace est d'effectuer les corrections atmosphériques, c'est à dire extraire le signal provenant des océans du signal total largement dominé par la contribution de l'atmosphère. Dans ce cadre, des problèmes spécifiques liés aux capteurs satellitaires utilisés, ou aux conditions d'observations, peuvent apparaître. Dans le cas du capteur POLDER-3, nous avons diagnostiqué des défauts sur les produits marins grâce aux mesures in situ BOUSSOLE, notamment attribuables aux données d'entrée (de niveau 1), et de proposer plusieurs ajustements. Ces modifications ont abouti à une amélioration majeure de précision des produits, d'un facteur 1.5 à 2. De plus, le même algorithme de correction atmosphérique a été appliqué aux données du capteur MERlS, ce qui a permis de mettre en évidence ses propriétés de fonctionnement. Les algorithmes de correction atmosphérique existants sont également limités par la tâche brillante du rayonnement solaire réfléchi par la surface agitée de la mer (le sun glint), ne pouvant fonctionner lorsque ce signal est trop intense. Pour de nombreux capteurs (MERlS, MODIS ... ) ceci rend près de la moitié des observations aux latitudes subtropicales inutilisables. Nous proposons un algorithme, appelé POLYMER, conçu pour fonctionner sur l'ensemble du sun glint. Si le gain en couverture spatiale est spectaculaire, il se fait encore au détriment de la précision des produits. Néanmoins, cet algorithme montre qu'il est possible d'utiliser de données contaminées par le sun glint pour la couleur de l'océan, et ouvre de nouvelles perspective pour les applications futuresThe main challenge for observing the”ocean colour” from space is to make the atmospheric correction which consists in extracting the marine signal from the measured dominated by the atmospheric scattering. In this context, we have studied specific problems that arise due to the quality of the sensor radiometry or to the viewing conditions. In the case of POLDER-3, we have used the in situ BOUSSOLE data to detect some problems, one of which can be attributed to a defect in the input (level1) data. We have made empirical corrections for these defects, resulting in an improvement of the accuracy of the marine reflectance products by a factor 1.5 to 2. Moreover, the same atmospheric correction algorithm was applied to the MERIS data to emphasize some of its features. The existing atmospheric correction algorithms are also limited by the sunglint, failing to retrieve marine parameters in the bright pattern of the sun reflected by the wavy sea surface. For many sensors (MERIS,MODIS...), this makes almost half of the observations at subtropical latitudes unusable, reducing the global coverage accordingly. We are presenting an original algorithm, called POLYMER, designed to make atmospheric correction over the whole sun glint pattern. The increase of spatial coverage is spectacular, while the accuracy on the retrieved marine parameters remains acceptable.This study shows that itis possible to retrieve the ocean colour in the sun glint contaminated areas and opens new opportunities for future applications
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Siron, Robert. "Etude des produits pétroliers en milieu marin : répartition de devenir en milieu côtier (golfe de Fos, mer Méditerranée) ; incidence sur la croissance et la composition en acides gras du phytoplancton." Aix-Marseille 2, 1986. http://www.theses.fr/1986AIX22007.
Full textAbstract:
Mise en evidence des principaux phenomenes intervenant dans la distribution et le devenir des polluants et caracterisation de la pollution petroliere chronique en milieu cotier. Etude experimentale de la solubilisation de produits petroliers et de leurs effets sur la croissance et la composition en acide gras de phaedactylum tricornutum et dunaliella tertiolecta
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Schapira, Mathilde. "Dynamique spatio-temporelle de Phaeocystis globosa en Manche orientale : effets de la turbulence et des apports sporadiques en sels nutritifs." Lille 1, 2005. https://pepite-depot.univ-lille.fr/LIBRE/Th_Num/2005/50376-2005-Schapira.pdf.
Full textAbstract:
La variabilité spatio-temporelle de la structure et des processus de surge uptake des communautés phytoplanctoniques de la Manche orientale a été appréhendée au cours d'études réalisées in situ et au laboratoire. Un suivi spatio-temporel, incluant deux sites contrastés d'observation (Baie de Somme et Wimereux) a été réalisé pendant les phases clefs de développement du bloom de P. Globosa (mars -:-juillet 2003). Il révèle une grande hétérogénéité spatlo-temporelle de la structure et de la distribution des communautés d'autotrophes liée à la disponibilité des ressources nutritives, elles-mêmes conditionnées. Par les paramètres physiques (climat, turbulence) au milieu. La réponse des communautés phytoplanctoniques naturelles à des apports sporadiques en azote fait apparaître une très grande hétérogénénité de réponses dépendant de la structure des assemblages, des périodes et des formes d'azote considérées. Ces approches in situ complétées par des études en conditions contrôlées au laboratoire soulignent l'influence du facteur " turbulence" sur la dynamique de succession des communautés phytoplanctoniques caractéristiques de cet écosystème
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Mélançon, Josiane. "Impacts des dépositions atmosphériques de fer sur les assemblages phytoplanctoniques et la production de diméthylsulfure dans le Pacifique Nord-Est contemporain et dans le contexte de l'acidification des océans." Doctoral thesis, Université Laval, 2016. http://hdl.handle.net/20.500.11794/26991.
Full textAbstract:
La croissance du phytoplancton est limitée par les faibles concentrations de fer (Fe) dans près de 40% de l’océan mondial. Le Pacifique subarctique Nord-Est représente une de ces zones limitées en fer et désignées High Nutrient - Low Chlorophyll (HNLC). Cet écosystème, dominé par des cellules de petite taille telles les prymnésiophytes, est caractérisé par de très faibles concentrations estivales de chlorophylle a et de fortes concentrations de macronutriments. Il a été maintes fois démontré que les ajouts de fer, sous différentes formes chimiques (habituellement FeSO4), dans les zones HNLC, stimulent la croissance et modifient la structure des communautés planctoniques en favorisant la croissance des cellules de grande taille, notamment les diatomées. Ces effets sur la communauté planctonique ont le potentiel d’influencer les grands mécanismes régulateurs du climat, tels la pompe biologique de carbone et la production de diméthylsulfure (DMS). Les poussières provenant des déserts du nord de la Chine sont reconnues depuis longtemps comme une source sporadique importante de fer pour le Pacifique Nord-Est. Malgré leur importance potentielle, l’influence directe exercée par ces poussières sur l’écosystème planctonique de cette zone HNLC n’a jamais été étudiée. Il s’agit d’une lacune importante puisque le fer associé aux poussières est peu soluble dans l’eau de mer, que la proportion biodisponible n’est pas connue et que les poussières peuvent avoir un effet inhibiteur chez le phytoplancton. Cette thèse propose donc, dans un premier temps, de mesurer pour la première fois l’effet de la fertilisation de la communauté planctonique du Pacifique Nord-Est par un gradient de concentrations de poussières désertiques naturelles. Cette première expérimentation a démontré que le fer contenu dans les poussières asiatiques est biodisponible et qu’une déposition équivalente à celles prenant place au printemps dans le Pacifique Nord-Est peut résulter en une stimulation significative de la prise de nutriments et de la croissance du phytoplancton. Mes travaux ont également montré que l’ajout de 0,5 mg L-1 de poussières peut résulter en la production d’autant de biomasse algale que l’ajout de FeSO4, l’espèce chimique utilisée lors des expériences d’enrichissement en fer à grande échelle. Cependant, les ajouts de FeSO4 favorisent davantage les cellules de petite taille que les ajouts de poussières, observation démontrant que le FeSO4 n’est pas un proxy parfait des poussières asiatiques. Dans un deuxième temps, je me suis intéressée à une source alternative de fer atmosphérique, les cendres volcaniques. Mon intérêt pour cette source de fer a été attisé par les observations d’une floraison spectaculaire dans le Pacifique Nord-Est, ma région d’étude, associée à l’éruption de 2008 du volcan Kasatochi dans les îles Aléoutiennes. Forte de mon expérience sur les poussières, j’ai quantifié l’effet direct de ces cendres volcaniques sur la communauté planctonique du Pacifique Nord-Est. Mes résultats ont montré que le fer contenu dans les cendres volcaniques est également biodisponible pour le phytoplancton. Ils ont également montré que cette source de fer peut être aussi importante que les poussières désertiques dans la régulation de la croissance du phytoplancton dans cette partie de l’océan global à l’échelle millénaire. Dans un troisième temps, j’ai estimé comment l’acidification des océans modulera les réponses des communautés planctoniques aux dépositions naturelles de fer mises en évidence lors de mes expériences précédentes. Pour ce faire, j’ai effectué des enrichissements de poussière dans de l’eau de mer au pH actuel de 8.0 et dans l’eau de mer acidifiée à un pH de 7.8. Mes résultats ont montré une diminution du taux de croissance du phytoplancton dans le milieu acidifié mais pas de changement notable dans la structure de la communauté. Les ajouts de poussières et de cendres, de même que les variations de pH, n’ont pas eu d’effet significatif sur la production de DMS et de son précurseur le diméthylsulfoniopropionate (DMSP), probablement en raison de la courte durée (4 jours) des expériences. L’ensemble des résultats de cette thèse montre que le fer contenu dans diverses sources atmosphériques naturelles est biodisponible pour le phytoplancton du Pacifique Nord-Est et que des taux de déposition réalistes peuvent stimuler la croissance de manière notable dans les premiers jours suivant une tempête désertique ou une éruption volcanique. Finalement, les résultats de mes expériences à stresseurs multiples Fer/acidification suggèrent une certaine résistance des communautés phytoplanctoniques à la diminution du pH prédite d’ici la fin du siècle pour les eaux de surface des océans.Phytoplankton growth is limited by low concentrations of iron (Fe) in about 40% of the world’s oceans. The northeast subarctic Pacific Ocean embodies one of these Fe-limited regions that are termed High Nutrient - Low Chlorophyll (HNLC). Its ecosystem is dominated by small phytoplankton cells, such as Prymnesiophyceae, and is characterized by weak summer concentrations of chlorophyll a and high concentrations of macronutrients. It has repeatedly been shown that Fe additions in HNLC zones, using various artificial forms of Fe (commonly FeSO4), stimulate the growth and modify the structure of planktonic communities by favoring the blooming of large phytoplankton cells such as diatoms. The impacts brought about on the planktonic communities by these Fe additions have the potential of influencing large-scale climate regulating mechanisms, namely the biological carbon pump and the oceanic production of dimethylsulfide (DMS). Dust arising from northern Chinese deserts is well recognized as an important albeit sporadic source of Fe for the northeast Pacific Ocean. Despite their potential importance, the direct influence of these dust deposition events on the planktonic ecosystem of the northeast Pacific has never been studied before. This represents a serious shortcoming considering that, Fe associated with dust is scantily soluble in seawater, the bioavailable proportion of Fe in dust remains unknown, and dust may exert an inhibiting effect on phytoplankton. My thesis thus proposes, firstly, to conduct avant-garde measurements of the fertilization effects of a natural Asian dust gradient on plankton communities of the northeast Pacific. My first experiment shows that the Fe contained in Asian dust is bioavailable and that a deposition event, equivalent to naturally occurring spring depositions in the northeast Pacific, may result in a significant stimulation of nutrient uptake and growth by phytoplankton. My results also demonstrate that the addition of 0,5 mg L-1 of dust may induce as much biomass accumulation as what is observed during large scale fertilizing experiments utilizing FeSO4. However, small-celled phytoplankton assemblages are stimulated by Fe fertilizations, more so through FeSO4 than through dust additions demonstrating the flaws of this proxy in accurately representing Asian dust. In a second step, I focused my attention on an alternative source of atmospheric Fe, specifically volcanic ash. My interest for this subject was instigated by observations of a spectacular bloom occurring in my study region, the northeast Pacific, and associated to the 2008 eruption of the Kasatochi volcano located on one of the Aleutian Islands. I quantified the direct effects of volcanic ash on the plankton community of the northeast Pacific. My results show that the Fe contained in these ashes is also bioavailable for phytoplankton and that this source of Fe may be as important as desert dust in regulating the growth of phytoplankton in this part of the global ocean on a millennial scale. Thirdly, I assessed the manner in which ocean acidification could modulate, on a short timescale, the responses of the plankton communities to natural Fe depositions highlighted in this thesis. In order to do so, I performed dust enrichments in seawater at the contemporary seawater pH of 8.0 and acidified to a pH of 7.8. My results show a reduction in phytoplankton growth rate in the acidified environment with no conspicuous changes to community structure. The additions of dust and ash, as well as the variations in pH, had little significant impacts on the production of DMS or its precursor dimethylsulfoniopropionate (DMSP). This lack of response could likely be attributable to the short timescale (4 days) of investigation carried out. As a whole, the results of this thesis show that Fe contained in various natural atmospheric sources is bioavailable to phytoplankton of the northeast Pacific Ocean. Furthermore, realistic deposition rates may distinctly stimulate phytoplankton growth in the first days following dust storms or volcanic eruptions. Finally, results from the multi-stressor experiments (Fe/acidification) I carried out suggest a demonstrable robustness of surface plankton communities to the pH reduction predicted before the turn of this century.
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Grattepanche, Jean-David. "Trophodynamisme des protozoaires microzooplanctoniques en Manche orientale." Littoral, 2011. http://www.theses.fr/2011DUNK0300.
Full textAbstract:
Le premier objectif de cette thèse est de caractériser la structure et la variabilité de la communauté des protistes hétérotrophes en Manche orientale, en relation avec les blooms phytoplanctoniques printaniers récurrents. Le second objectif est d’appréhender les relations trophiques existantes entre ce compartiment et les compartiments phyto-et zooplanctoniques. Dans un premier temps, un suivi de 2,5 ans (de février 2007 à juillet 2009) a été réalisé et a permis d’identifier (1) la variabilité saisonnière des protistes hétérotrophes liée à la dynamique des communautés phytoplanctoniques (bottom-up control) ; (2) leur variabilité d’une année à l’autre liée à l’amplitude du bloom de Phaeocystis globosa ainsi qu’à la durée de ce bloom ; (3) le rôle des dinoflagellés comme consommateurs principaux du phytoplancton en particulier de diatomées et de colonies de P. Globosa (<100 µm). Ce suivi a également suggéré le rôle des copépodes en tant que prédateurs des protistes hétérotrophes (top-down control). Dans un second temps, des expériences de dilution (printemps 2009) ont permis de confirmer les hypothèses du suivi. La consommation du microzooplancton était équivalente voire supérieure à la production phytoplanctonique. Les expériences ciblées sur les spectres de taille du phytoplancton ont montré un broutage de tailles de proies différentes pour les ciliés (<10 µm) et les dinoflagellés (>10 µm) suggérant alors une absence de compétition trophique. L’importance de l’hétérotrophie en Manche orientale a été confirmée par une expérience en microcosme (19 jours) entreprise à l’obscurité (14 jours). Le développement des protistes a été suivi, une semaine après, par les métazoaires. Ceci a mis en évidence les temps de réponse de ces deux compartiments planctoniques à leur ressource trophique et confirmé le rôle de la communauté des protistes hétérotrophes comme consommateurs de phytoplancton. Cette expérience a également permis d’estimer l’impact des métazoaires (en particulier des rotifères) sur les protozoaires microzooplanctoniques (prédation/compétition)This PhD firstly aims to characterize the structure and variability of the heterotrophic protists community in the Eastern English Channel, in relation to the phytoplankton recurrent spring blooms and secondly to understand their trophic link with both phyto- and zooplankton. In situ survey was carried out from February 2007 to July 2009 and allowed to assess (1) the seasonal variability of heterotrophic protists related to the phytoplankton succession (bottom-up control) ; (2) the year to year variability in relation with Phaeocystis globosa bloom magnitude and duration ; (3) the importance of dinoflagellates as major consumers of phytoplankton, particularly of diatoms and P. Globosa colonies (<100 μm). This survey also suggested the top-down control on heterotrophic protists by copepods. Dilution ets carried out throughout the spring 2009 confirmed in situ observations. In fact, microzooplankton consumption often equalled or exceeded phytoplankton production. Results from size-fractionated dilution experiments revealed different size class of prey for ciliates (< 10 μm) and dinoflagellates (> 10 μm) suggesting the lack of trophic competition. The PhD then focused on the importance of heterotrophy in the Eastern English Channel via a dark microcosms experiment (19 days). This experiment confirmed that heterotrophic protists communities were efficient consumers of phytoplankton. Metazoans peaked one week delay after protists, suggesting time lag response to available trophic resource for these two groups. This experiment allowed to estimate the metazoan impact (particularly rotifers) on microplanktonic protozoans (predation/competition)
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Penard, Cédric. "Détection satellitaire et modélisation opérationnelle de la production végétale non-fixée dans la bande côtière bretonne." Brest, 2009. http://www.theses.fr/2009BRES2044.
Full textAbstract:
L’eutrophisation des milieux marins côtiers, de plus en plus importante, représente un des impacts majeurs des activités humaines sur l’environnement. Les phénomènes d’eutrophisation sont en constante augmentation; ces dernières décennies ont vu le nombre de sites touchés augmenter de par le monde. La bande côtière bretonne est particulièrement concernée par ce phénomène. L’objectif de ce travail est multiple. Il vise d’abord à mettre en évidence et à quantifier l’impact et le rôle des apports en nutriments sur la production primaire et l’eutrophisation des milieux côtiers, de façon à suggérer des solutions ou des pistes d’amélioration. Ensuite, il a aussi un objectif de prévision à court terme de l’état biologique sur la zone. Pour atteindre ces objectifs, un modèle en temps réel a été mis en oeuvre, dont les résultats, comparés à des mesures satellitaires, sont présentés sur www. Previmer. Org. L’outil principal de ce travail est un modèle couplé physique/biogéochimie. La partie hydrodynamique est fournie par le code Mars3D (3D hydrodynamical Model for Application at Regional Scale) développé à IFREMER. Au code hydrodynamique Mars3D est couplé le modèle des cycles de l’azote, du phosphore et du silicium d’IFREMER. A ce modèle de base a été ajouté celui d’un genre spécifique de phytoplancton : le genre Pseudo-Nitzschia. Certaines espèces de Pseudo-Nitzschia sont réputées toxiques. En effet, ce phytoplancton a la capacité de synthétiser une toxine: l’acide domoïque. Cette toxine est responsable du syndrome ASP (Amnesic Shelltish Poisoning). Le modèle reproduit globalement les mêmes zones de toxicité que les mesures du REPHY, et donne des résultats encourageantsEutrophication is more and more important in the coastal environment. It is one major impact of human activity on environment. The eutrophication phenomena are growing continuously. Over the last decades, the number of sites affected has been rising over the world. Eutrophication of French Brittany coastal shelf is a recurrent problem, always more worrying. The objective of this work is multiple: it aims at highlighting and understanding the impact and the role of the contributions in nutrients on the primary production and the eutrophication of the coastal environment. This work also has the ambition of identifying and understanding the causes of the phenomena and thus to make it possible to bring solutions or tracks of improvement. Lt also has an objective of short-term forecast of the biological state of the zone. This work led to the implementation of a real-time model, which results can be visualised and compared to satellite measurements on w. Previmer. Org. The main tool for this work is a coupled physical-biogeochemical model. The hydrodynamic part is provided by the code Mars3D (3D hydrodynamic Model for Application At Regional Scale) developed by IFREMER. The biogeochemical model of IFREMER, with its model of nitrogen, phosphorus and silicon cycles, is coupled to the hydrodynamic code Mars3D. We added to this basic model a specific kind of phytoplankton which can be harmful: Pseudo-Nitzschia. Indeed, this phytoplankton has the capacity to synthesize domoic acid which is a toxin responsible for the ASP syndrome (Amnesic Shellfish Poisoning). The model reproduces overall the same zones of toxicity as measurements of the REPHY, and gives encouraging results
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Cadier, Mathilde. "Diversité des communautés phytoplanctoniques en relation avec les facteurs environnementaux en mer d'Iroise : approche par la modélisation 3D." Thesis, Brest, 2016. http://www.theses.fr/2016BRES0030/document.
Full textAbstract:
Les facteurs environnementaux (physiques, chimiques et biologiques) influencent la composition des communautés de phytoplancton marin. D'autre part, le transport dynamique peut lui aussi impacter l'abondance relative des organismes au sein de ces communautés. Par conséquent, les biomasses phytoplanctoniques, ainsi que la nature des organismes qui les composent, présentent une importante variabilité à la fois sur le plan spatial (biorégionalisation) et sur le plan temporel (successions). Les régions côtières sont des zones particulièrement contrastées dans lesquelles les gradients environnementaux sont généralement marqués. Ainsi, la mer d'Iroise se caractérise par la présence d'un front de marée saisonnier (front d'Ouessant), particulièrement productif, qui sépare deux régimes distincts. A l'Est du front, les eaux du plateau continental sont régulièrement rendues homogènes par la présence de forts courants de marée alors que la zone du large est soumise à un cycle saisonnier marqué par une stratification verticale estivale. Il s'agit donc d'une région propice à l'étude plus générale des mécanismes d'interaction entre les structures frontales et la diversité phytoplanctonique.L'objet plus spécifique de cette thèse est de caractériser, à l'aide de la modélisation 3D, la nature et la diversité du phytoplancton en mer d'Iroise, à la fois en termes de groupes fonctionnels puis de diversité phénotypique, au cours d'un cycle saisonnier en général et plus particulièrement lors de la période estivale au niveau de la zone frontale.Les premiers résultats obtenus ont montré que la composition en groupes fonctionnels du phytoplancton présente un cycle saisonnier marqué, principalement influencé par la profondeur de la couche de mélange. Durant l'hiver, le picoplancton domine partout dans la zone d'étude. La stratification, qui s'installe à partir du mois d'Avril entraîne par la suite un bloom phytoplanctonique dominé par le microphytoplancton (principalement des diatomées). La période estivale correspond ensuite à la mise en place d'une bio-régionalisation des conditions environnementales en mer d'Iroise avec (i) la zone côtière mélangée qui reste fortement productive et dominée par les diatomées et (ii) la zone offshore, dans laquelle la croissance autotrophe est limitée par les nutriments en surface, ce qui favorise la coexistence entre microphytoplancton et picophytoplancton.Une seconde étude a porté sur la composition de la communauté phytoplanctonique en termes de diversité phénotypique pendant le mois de septembre. Les résultats mettent en évidence une zone de forte diversité en surface, légèrement décalée vers l'Ouest par rapport à la zone frontale (dans laquelle la biomasse est maximale). Au niveau de ce maximum de diversité, l'importance des échanges verticaux (upwelling et mélange) du côté chaud (stratifié) du front a été mise en évidence. Ainsi, un mélange entre des phénotypes ubiquistes présents dans la zone mélangée à l'Est du front et du picoplancton, issu à la fois du maximum de chlorophylle de subsurface et de la surface oligotrophe à l'ouest, est observé dans le maximum de diversité.Finalement, une dernière étude portant sur l'effet du cycle de marée vives eaux/ mortes eauxa permis de comprendre, et ce pour la première fois, les processus qui expliquent l'impact de ce cycle sur la modification de la biomasse phytoplanctonique et sur la composition de la communautéen terme de diversité phénotypique dans le système côtier homogène. Les résultats montrent une augmentation de la biomasse totale ainsi que de la proportion de diatomées et une diminution de la diversité lors des périodes de stratification associées aux mortes eauxPhytoplankton diversity depends on physical, chemical and biological local conditions. Moreover, physical transport could also impact the distribution of autotrophic organisms/species within phytoplankton communities. Therefore, phytoplanktonic assemblages exhibit significant spatial (bioregionalization) and temporal (successions) variability in terms of species diversity as well as productivity. Coastal regions are particularly contrasted area with sharp environmental gradients underlying strong heterogeneity in phytoplankton communities' composition. In this context, the Iroise Sea presents a seasonal, highly productive, tidal front, which separates two distinctregimes. Eastside, continental shelf waters are regularly mixed by tidal currents while offshore waters remain stratified throughout the whole summer period.Thus, the Iroise Sea may be an opportune region to study the processes linking the frontal structure dynamic and its impact on phytoplanktonic diversity.This thesis aims, more specifically, at characterizing phytoplankton communities in the Iroise Sea interms of both functional and phenotypic diversity over a seasonal cycle in general and during the summer at the frontal interface in particular. This work is based on a 3D numerical modeling approach using a physical/biogeochemical coupled model. As a first part of this thesis, the implementation of a regional configuration for the Iroise Sea has been conducted, including the technical coupling between the hydrodynamical model (ROMS-AGRIF) and the phytoplankton diversity model (DARWIN). This work was the first necessary step to simulate and study the Iroise sea phytoplanktonic diversity.Our results show a pronounced seasonal cycle of the phytoplankton functional composition, driven by the surface mixed layer depth that influenced light and nutrients' availabilty. Indeed, during winter, the biomass is dominated by picoplankton in the Iroise Sea. Then, as water column becomes stratified offshore, in April, a characteristic phytoplankton bloom occurs with a larger contribution of microphytoplancton (mainly diatoms). During summer, the nutrient-replete coastal well-mixed area remains highly productive and dominated by diatoms while surface stratified offshore waters (where phytoplankton growth is nutrient-limited) show higher coexistence between phytoplankton functional types.We also examined the phytoplankton phenotypic diversity simulated within the frontal region in relation with the surrounding areas in September (summer conditions). The results highlight a diversity maximum located at the surface slightly westward from the biomass maximum of the front. This diversity maximum is suggested to be the result of the upward transport of typical phenotypes from the offshore Deep Chlorophyll Maximum (DCM) toward the Surface at the west warm side of the front. Indeed, picoplanktonic phenotypes growing in the DCM coexist, in this diversity maximum, with those from the surface oligotrophic waters and ubiquitous ones growing in the eastside mixed coastal waters.Finally, the effect of tidal spring/neap tide cycle has been investigated and shows, for the first time, how this cycle impacts the phytoplankton biomass and the phenotypic community composition within the coastal well-mixed, homogeneous system. Indeed, the neap-tide conditions of reduced vertical mixing and stabilization lead to an increase in total phytoplankton biomass associated with the rapid development of fast-growing, opportunistic, diatoms species and a decrease in phenotypic diversity
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Mélin, Frédéric. "Potentiel de la télédétection pour l'analyse des propriétés optiques du système océan-atmosphère et application à l'estimation de la photosynthèse phytoplanctonique." Toulouse 3, 2003. http://www.theses.fr/2003TOU30215.
Full textAbstract:
La télédétection optique est un outil précieux pour l'étude des écosystèmes marins. L'utilisation quantitative des séries temporelles obtenues et la cohérence de séries issues de capteurs différents sont conditionnées par un nécessaire travail de validation, des produits primaires radiométriques jusqu'aux élaborations en termes de stocks et taux biologiques. Les sorties d'un code de restitution des effets atmosphériques, utilisant les données SeaWiFS pour la détermination des propriétés optiques de la surface marine, sont analysées avec des mesures coi͏̈ncidentes recueillies à un site en Adriatique Nord. Les résultats sont mis en perspective avec ceux obtenus avec un code indépendant et d'autres capteurs (MODIS et MERIS). L'analyse est complétée par la comparaison des caractéristiques d'aérosols prévues par le code avec les mesures provenant d'un réseau d'instruments. Une application des produits satellitaux de biomasse, combinés avec une distribution spectrale de l'éclairement solaire à la surface, est l'estimation de la production primaire de l'océan global. Le code de calcul de la production primaire inclut la modélisation de la propagation spectrale de la lumière dans la colonne d'eau et son utilisation par le phytoplancton par l'intermédiaire d'une relation photosynthèse-lumière. Les paramètres de celle-ci ainsi que la structure verticale de la colonne d'eau sont définis par saison et par province biogéochimique. La comparaison avec les sorties de deux autres modèles de production primaire de référence fournit une première indication des incertitudes liées à ce genre d'estimations: un relatif accord en bilans globaux cache de fortes disparités spatio-temporelles. Une comparaison des sorties des modèles avec des mesures caractéristiques de divers sites permet de discuter certaines des sources d'incertitude.
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Arsenieff, Laure. "Parasitisme et contrôle des blooms de diatomées en Manche occidentale." Thesis, Sorbonne université, 2018. http://www.theses.fr/2018SORUS399.
Full textAbstract:
Les diatomées constituent un groupe majeur du phytoplancton marin. Ces microalgues peuvent former des blooms saisonniers considérables ayant des implications biogéochimiques importantes notamment sur l’export de carbone. A ce jour, la manière dont le parasitisme structure leur développement reste élusive. L’objectif de cette thèse était d’identifier le(s) parasite(s) associé(s) aux diatomées prédominantes en Manche Occidentale afin de mieux comprendre comment le parasitisme contrôle les blooms de ces microalgues. La première partie de cette thèse visait à décrire le réseau de parasites qui régule les diatomées du genre Guinardia, taxon-clef du microphytoplancton en Nord-Atlantique. Pour cela un travail d’isolement intensif des espèces de Guinardia et des parasites associés a été réalisé entre Août 2015 et Octobre 2016 à la station d’échantillonnage à long terme SOMLIT-Astan. La caractérisation des isolats a permis de mettre en évidence une diversité insoupçonnée de parasites régulant Guinardia delicatula, avec au minimum trois types de parasites appartenant à des lignées distinctes : des virus (Picornavirales, Bacillarnavirus), un parasite eucaryote (Labyrinthulomycetes, Aplanochytrium sp.) et des bactéries algicides (Bacteroidetes, Kordia sp.). Ces nouveaux parasites n’ont jamais été décrits en association avec Guinardia et s’ajoutent donc aux autres parasites connus pour cet hôte. Les parasites isolés à SOMLIT-Astan présentent des stratégies d’infections différentes, suggérant des interactions complexes dans la nature. Dans un second temps, nous avons étendu notre étude à des nanodiatomées appartenant aux genres Minidiscus et Thalassiosira, largement distribuées dans l’océan global mais dont les dynamiques saisonnières et leur contrôle sont quasi-inexplorées. La combinaison d’outils microscopiques et moléculaires a mis en évidence que ces nanodiatomées dominent numériquement la communauté phytoplanctonique à SOMLIT-Astan et qu’elles présentent des patrons saisonniers très marqués. La collection importante de 82 parasites, dont 27 virus, isolés tout au long de l’année à partir de ces deux genres indique pour la première fois un rôle-clé des interactions biotiques dans la régulation des dynamiques des nanodiatomées. Ce projet de thèse révèle une diversité nouvelle et importante de parasites associés aux diatomées au Manche Occidentale. La contribution relative de ces parasites dans la régulation des diatomées, leurs implications biogéochimiques, et évolutives reste à mettre en lumièreDiatoms are one of the most successful phytoplankton groups. They can form considerable seasonal blooms with important biogeochemical implications, especially with respect to carbon export. To date, the role of parasites in the regulation of diatom blooms remains elusive. The main objective of this thesis was to identify the parasites associated to dominant diatom species in the Western English Channel to better understand how parasitism regulates diatom blooms. The first part of the project aimed to identify parasitic network that controls the diatom Guinardia, a major component of microphytoplankton communities in coastal systems of the North Atlantic. Intensive isolation of Guinardia species and associated parasites into laboratory culture was carried out between August 2015 and October 2016 from the SOMLIT-Astan long- term monitoring station. Characterization of these isolates revealed an unsuspected diversity of parasites that infect Guinardia delicatula, with at least three types of parasites belonging to distinct lineages: viruses (Picornavirales, Bacillarnavirus), a eukaryotic parasite (Labyrinthulomycetes, Aplanochytrium sp.) and algicidal bacteria (Bacteroidetes, Kordia sp.). These pathogens have never previously been described in association with Guinardia and therefore add to the list of known parasites reported for this host species. The parasites isolated from SOMLIT-Astan displayed different infection strategies, suggesting complex interplays in nature. In the second part of this thesis, the study was extended to nanoplanktonic diatoms that belong to the genera Minidiscus and Thalassiosira. These minute microalgae are widespread in the global ocean, but their seasonal dynamics are quasi-unexplored. Using a combination of microscope observations and molecular tools, we showed that these nanodiatoms numerically dominated the phytoplankton community at the SOMLIT-Astan station and that they have contrasted seasonal patterns. The large set of 82 parasites, including 27 viruses, isolated from these two genera throughout the sampling period highlights, for the first time, the key role of biotic interactions in the regulation of nanodiatom dynamics. This Ph.D. project has revealed significant novel diversity of pathogens of diatoms in the Western English Channel. The relative contribution of these parasites to regulation of diatom populations and their resulting biogeochemical and evolutionary implications remain to be investigated
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Lambert, Stefan. "Seasonality and dynamics of microbial consortia in the Bay of Banyuls." Electronic Thesis or Diss., Sorbonne université, 2019. http://www.theses.fr/2019SORUS231.
Full textAbstract:
Dans les océans tempérés, les transitions printanières annuelles sont accompagnées de blooms phytoplanctoniques. Le phytoplancton joue un rôle essentiel dans les cycles biogéochimiques et produit la moitié de la production primaire globale. Une série temporelle établie en 2007 à SOLA, un site côtier dans le Nord-Ouest méditerranéen, surveille les paramètres environnementaux et biologiques. Dans le premier chapitre, plusieurs « amplicon sequence variants » (ASVs) microbiens avaient des motifs annuels récurrents, malgré les perturbations environnementales caractéristiques des zones côtières. L’analyse de réseaux, décrite dans le deuxième chapitre, a révélé que la salinité et la température impactaient la structure des communautés microbiennes. Des sous-réseaux ont montré que des ASVs persistant changeaient de partenaires en fonction des perturbations environnementales. Ces observations suggèrent l’existence de redondance fonctionnelle dans les communautés microbiennes marines. Dans le troisième chapitre, des expériences microcosmes ont confirmé que des variations de température affectaient la structure des communautés microbiennes naturelles. À basse température, les picophytoplanctons étaient dominants, tandis que les diatomées prévalaient aux températures plus fortes. Ces résultats permettent d’expliquer le maximum d’abondance de Bathycoccus prasinos tous les ans au minimum de température à SOLA. Ce manuscrit, intégrant à la fois les résultats d’une série temporelle, de cultures cellulaires et de microcosmes, a permis d’éclaircir l’impact anthropologique sur les communautés microbiennes marinesIn temperate oceans, yearly transitions from winter to spring are accompanied by a phytoplanktonic bloom. Phytoplankton, at the basis of the food chain in the oceans, plays an essential role in biogeochemical cycles as it generates 50\% of the global primary production. A time series established in 2007 at SOLA, a coastal site in the North Western Mediterranean Sea, monitors environmental and biological parameters. In the first chapter, we demonstrated that several microbial amplicon sequence variants (ASVs) displayed yearly rhythmicity, despite stochastic environmental perturbations, inherent to coastal ecosystems. Network analyses, described in the second chapter, revealed that salinity and temperature deeply impacted the microbial community structure. Subnetworks highlighted that persistent ASVs switched their first neighbors depending on environmental perturbations. These observations suggest the existence of functional redundancy in marine microbial communities. In the third chapter, microcosms confirmed that temperature fluctuations strongly affected natural microbial community structure. Picophytoplankton dominated the incubated communities at low temperature, whereas diatoms prevailed at higher temperatures. These results help explain Bathycoccus prasinos peak of abundance every year at the temperature minimum at SOLA. By integrating results from a time series, cell culture and microcosms experiments, this manuscript helps unravel the impact of anthropologically driven climate change on marine microbial communities
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Herzi, Faouzi. "Caractérisation chimique des exsudats du dinoflagellé marin toxique Alexandrium catenella et de la diatomée marine Skeletonema costatum et étude de la réponse protéomique d’Alexandrium catenella en conditions de stress métalliques." Thesis, Toulon, 2013. http://www.theses.fr/2013TOUL0014/document.
Full textAbstract:
’impact de plusieurs éléments traces métalliques (ETMs) (plomb, zinc, cuivre ou cadmium) sur la croissance de deux espèces phytoplanctoniques marines, la diatomée Skeletonema costatum et le dinoflagellé toxique Alexandrium catenella, a été étudié à partir de cultures réalisées en conditions physiologiques et en conditions contaminantes. Les résultats obtenus ont révélé des perturbations de croissance chez S. costatum et chez A. catenella, lorsque ces espèces étaient exposées à de fortes concentrations métalliques. Les effets létaux se manifestaient par une forte mortalité cellulaire, accompagnée, chez A. catenella, par la conversion d’un certain nombre de cellules végétatives en kystes de résistance. Puis, l’exsudation de la matière organique dissoute (MOD) par S. costatum et par A. catenella en réponse aux stress métalliques, a été caractérisée. L’exsudation du carbone organique dissous (COD) variait en fonction de la phase de croissance, et était associée au niveau de contamination métallique, et à la nature du métal testé. Les valeurs maximales de COD exsudé par cellule étaient mesurées en réponse à la contamination par le cuivre 16 µM pendant la phase d’adaptation, et en réponse à la contamination par le cadmium 200 µM pendant la phase exponentielle de la croissance. Plus spécifiquement, la matière organique dissoute fluorescente (FDOM) exsudée par S. costatum et par A. catenella a été analysée par spectroscopie de fluorescence 3D associée à l’algorithme PARAFAC. Les traitements PARAFAC révélaient quatre composantes, lesquelles étaient attribuées à deux contributions principales, l’une liée à l’activité biologique de l’espèce, l’autre liée à la décomposition de la matière organique. Les composantes C1 et C2 étaient combinées à des pics tryptophaniques et à des substances humiques, tandis que les composantes C3 et C4 étaient associées à la production de matière organique marine. Par ailleurs, le glucose et le galactose étaient prédominants parmi les aldoses constituant les polysaccharides exsudés dans la MOD. De plus, des modifications protéomiques étaient observées dans les protéomes d’A. catenella, en réponse aux divers stress métalliques. Les protéines de stress exprimées par A. catenella étaient mises en évidence par comparaison des profils d’expression protéiques (PEPs) obtenus par électrophorèse bidimensionnelle (électrophorèse 2D), en conditions physiologiques et en conditions contaminantes. Les protéines de stress étaient impliquées dans de nombreuses catégories fonctionnelles : réponse au stress oxydatif (superoxyde dismutase, sous – unités du protéasome), photosynthèse (ribulose 1,5-bisphosphate carboxylase, complexe péridinine chlorophylle – protéine, ferrédoxine-NADP réductase), métabolisme des carbohydrates (triosephosphate isomérase, ribose 5-phosphate isomérase, malate déshydrogénase, photorespiration et métabolisme du phosphore (phosphoglycolate phosphatase), métabolisme énergétique (ATP – synthase), signal cellulaire (calmoduline), activité chaperonne (HSP 70, HSP 90) et bioluminescence d’A. catenella (luciférine – binding protéine). La sur – expression de la phosphoglycolate phosphatase (PGP) et celle de l’ATP – synthase, observées en réponse à la contamination par le plomb, pourraient participer à une stratégie de défense mise en place par A. catenella afin (i) de se protéger du stress oxydatif lié à la contamination métallique, la PGP étant impliquée dans la dissipation de l’excès d’énergie (ii) de produire davantage de réserves énergétiques (ATP) et ainsi de répondre à des besoins accrus en raison du stress métallique, dans le but de s’y adapterMpact of several trace metals (lead, zinc, copper or cadmium) on the growth of two marine phytoplankton species: the diatom Skeletonema costatum and the toxic dinoflagellate Alexandrium catenella, has been studied from cultures grown under physiological and contaminated conditions. The results obtained revealed growth perturbations in S. costatum and in A. catenella, when these species were exposed to high metal concentrations. The lethal effects appeared through a strong cell death, coming, in A. catenella, with the conversion of vegetative cells into resistance cysts. Then, exudation of dissolved organic matter (DOM) by S. costatum and by A. catenella in response to metal stress has been characterized. Exudation of dissolved organic carbon (DOC) varied according to the growth phase, and was associated with the level of metal contamination and the nature of the tested metal. The maximal values of DOC exudated per cell were measured in response to contamination by copper 16 µM during the adaptation phase, and in response to contamination by cadmium 200 µM during the exponential phase of growth. More specifically, the fluorescent dissolved organic matter (FDOM) exudated by S. costatum and by A. catenella has been analyzed by 3D fluorescence spectroscopy combined with PARAFAC algorithm. The PARAFAC treatments revealed four components, which were attributed to two main contributions, one related to the biological activity of the species, and the other related to the decomposition of organic matter. The C1 and C2 components were combined with tryptophan peaks and with humic substances, while the C3 and C4 components were generally associated with the production of marine organic matter. Moreover, glucose and galactose were the main aldoses among the polysaccharides exudated in the DOM. Proteomic changes occurred in the proteomes of A. catenella in response to the various metal stresses. Stress proteins expressed by A. catenella were obtained by comparison of the protein expression profiles (PEPs) achieved by two-dimensional electrophoresis (2D - electrophoresis) under physiological and contaminated conditions. Stress proteins are involved in many functional categories: response to oxidative stress (superoxide dismutase, proteasome sub - units), photosynthesis (ribulose 1,5- bisphosphate carboxylase, peridinin chlorophyll protein complex, ferredoxin -NADP reductase), carbohydrate metabolism (triosephosphate isomerase, ribose 5-phosphate isomerase, malate dehydrogenase), photorespiration and phosphorus metabolism (phosphoglycolate phosphatase), energy metabolism (ATP - synthase), cell signalling (calmodulin), chaperone activity (HSP 70, HSP 90) and bioluminescence of A. catenella (luciferin - binding protein). Over - expression of phosphoglycolate phosphatase (PGP) and of ATP – synthase, occurring in response to metal contamination by lead, could represent a strategy of defence set up by A. catenella (i) to protect itself from the oxidative stress due to metal contamination, PGP being involved in the dissipation of excess energy (ii) to produce more reserves of energy (ATP) so as to satisfy the increased requirements resulting from the metal stress, in order to adapt to it
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Llido, Jérôme. "Variabilité spatiale et temporelle du système biologique dans la convergence subtropicale au sud de l'Afrique." Toulouse 3, 2004. http://www.theses.fr/2004TOU30208.
Full textAbstract:
Au sud de l'Afrique du sud, le système frontal des Aiguilles, formé par la juxtapositon du front des Aiguilles (AF) et du front subtropical (STF) associés respectivement, au courant de retour des Aiguilles (ARC) et à la Convergence Subtropicale (STC) et plus au sud par le front subantarctique (SAF), est le siège d'une activité mésoéchelle importante. L'interaction à mésoéchelle des processus physiques et géochimiques est donc influencée par la variabilité spatiale et temporelle du système des Aiguilles et de déterminer l'impact de la variabilité des fronts thermodynamiques AF, STF, et SAF sur la distribution phytoplanctonique et sur la production primaire à l'échelle saisonnière et interannuelle. L'analyse en ondelettes, menée conjointement sur quatre années (Octobre 1997 - Septembre 2001) d'observations spatiales multi-capteurs (couleur de l'eau SeaWiFS, altimétrie Topex/Posei͏̈don-ERS2, radiométrie infrarouge AVHRR) et sur les champs modélisés correspondants provenant du modèle couplé physique-biologie AGAPE-Bio en simulation interannuelle, a permis d'étudier les relations existantes entre le front biologique et les fronts thermodynamiques (AF, STF, SAF). La variabilité saisonnière et interannuelle du système frontal des Aiguilles est étudiée au travers des résultats de simulation et confrontée aux mesures in situ OISO (Océan Indien Service d'Observation) sur la période 1998-2001. Les images de couleur de l'eau SeaWiFS révèlent la sporadicité des enrichissements en chlorophylle le long de la STC. Une analyse statistique est réalisée en vue de déterminer les caractéristiques (durée de vie, extension et distribution spatiale et temporelle) de ces évènements enrichis. Une étude similaire réalisée sur les champs de chlorophylle modélisés nous a permis d'examiner les causes responsables de l'apparition et de la disparition de ces enrichissements sporadiques en chlorophylle. Dans la plupart des situations, la dynamique de la couche de mélange au sein des évènements combinée avec la disponibilité en lumière joue un rôle prépondérantSouth of South Africa, the greater Agulhas Current system, formed by the Agulhas Front (AF) in close juxtapositon with the Subtropical Front (STF), associated to the Agulhas Return Current (ARC) and the Subtropical Convergence (STC), respectively, and farther south by the Subantartic Front (SAF) is a region of intense mesoscale activity presenting enhanced levels of biological production and chlorophyll a. The spatial and temporal variability of a such frontal system influences the physical/biological interactions. The aim of this work is to examine the spatio-temporal variability of the Aguhas frontal system and to determine how the variability of the thermodynamic fronts (AF, STF, SAF) affects the chlorophyll field and the primary production at seasonal and interannual time scales. A wavelet analysis is performed on the 4-years (October 1997 - September 2001) time series of multi-sensors satellite data sets (ocean colour collected by SeaWiFS, mapped sea level anomalies from Topex/Posei͏̈don-ERS2 and sea surface temperature provided by the infrared radiometer AVHRR) in order to characterize the time and space variability of the front comparing the biological front with the dynamical fronts. A similar analysis is carried out on modelled fields provided by an eddy-permitting, physical-biological coupled model AGAPE-Bio using interannual forcing. Seasonal and interannual variability of the frontal system is then studied through the model results and compared with in situ observations from OISO (Océan Indien Service d'Observation) over the 1998-2001 period. Satellite remote sensing reveals localized high chlorophyll a concentrations, appearing as intermittent event-scale blooms in this region. A statistical analysis is conducted along the Subtropical Convergence to characterize these event-scale blooms in terms of lifetime, chlorophyll concentration, areal extension and spatial distribution. Our numerical model simulates this process with a fair degree of verisimilitude and is used to investigate the physico-biogeochemical requirements for bloom events to occur. We demonstrate that in most cases the limiting factor is intensity of vertical stratification combined with light availability
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Ben, Mustapha Zied. "Télédétection des groupes phytoplanctoniques via l'utilisation conjointe de mesures satellites, in situ et d'une méthode de classification automatique." Thesis, Littoral, 2013. http://www.theses.fr/2013DUNK0405/document.
Full textAbstract:
La télédétection de la couleur de l'océan représente un outil adapté à l'observation du phytoplancton avec des résolutions spatio-temporelles élevées et pouvant être adaptées à chaque cas d'étude. Plusieurs méthodes ont été développées ces dernières années afin de permettre la distinction de différents groupes de phytoplancton en utilisant les données des capteurs de la couleur de l'océan. Dans le cadre de cette thèse, on présente une nouvelle approche, appelée PHYSAT-SOM, qui se base sur l'application d'un algorithme de classification automatique non supervisée (SOM ou Self-Organizing Maps) à l'extraction de différentes formes et amplitudes de spectres d'anomalies de luminances (Ra ou Radiance Anomaly). Cette anomalie spectrale a été définie par Alvain et al. (2005), lors du développement de la méthode PHYSAT et il est actuellement admis que sa variabilité est reliée à celle de la composition des communautés phytoplanctoniques. L'utilisation des SOM vise à améliorer la caractérisation de la variabilité des Ra en termes de forme et amplitude ainsi que l'expansion du potentiel de leur utilisation à de grandes bases de données in situ de pigments. En considérant un même jeu de données de spectres de Ra, une comparaison entre la précédente version de PHYSAT et la nouvelle approche, basée sur SOM a montré qu'il est maintenant possible de couvrir toute la variabilité spectrale des Ra. Ceci n'était pas le cas avec l'ancienne approche du fait de l'utilisation de seuils, définis dans le but d'éviter les chevauchements entre les signatures spectrales des différents groupes de phytoplancton. La méthode basée sur SOM est pertinente pour caractériser une grande variété de spectres de Ra, de par sa capacité à gérer de grandes quantités de données et de sa fiabilité statistique. La première approche aurait pu, de ce fait, introduire des biais potentiels et donc, les possibilités de son extension à de plus grandes bases de données in situ étaient relativement restreintes. Par la suite, SOM a été utilisé pour classer les spectres de Ra fréquemment observés à l'échelle globale. Ces spectres ont ensuite été empiriquement reliés à différents groupes de phytoplancton, identifiés à partir de données in situ de pigments. Cette classification a été appliquée aux archives satellite du capteur SeaWiFS, permettant l'étude de la distribution globale de chaque groupe. Grâce à sa capacité à caractériser un large éventail de spectres de Ra et de gérer une plus grande base de données in situ, l'outil SOM permet de classer un nombre plus élevé de pixels (2x plus) que la précédente approche de PHYSAT. En outre, différentes signatures spectrales de Ra ont été associées aux diatomées. Ces signatures sont situées dans divers environnements où les propriétés optiques inhérentes affectant les spectres de Ra sont susceptibles d'être significativement différentes. Par ailleurs, les floraisons de diatomées dans certaines conditions sont plus clairement visibles avec la nouvelle méthode. La méthode PHYSAT-SOM offre ainsi plusieurs perspectives afin d'aller plus loin dans l'utilisation des données de la couleur de l'océan pour la détection des groupes de phytoplancton. On peut citer l'exemple d'une application future dans les eaux du Cas 2, moyennant une approche de normalisation adéquate du signal de luminances. Une étude préliminaire en Manche et Mer du Nord est présentée dans le dernier chapitre, montrant qu'il sera possible d'utiliser PHYSAT-SOM dans cet environnement optiquement complexeRemote sensing of ocean color is a powerful tool for monitoring phytoplankton in the ocean with a high spatial and temporal resolution. Several methods were developed in the past years for detecting phytoplankton functional types from satellite observations. In this thesis, we present an automatic classification method, based on a neural network clustering algorithm, in order to classify the anomalies of water leaving radiances spectra (Ra), introduced in the PHYSAT method by Alvain et al. (2005) and analyze their variability at the global scale. The use of an unsupervised classification aims at improving the characterization of the spectral variability of Ra in terms of shape and amplitude as well as the expansion of its potential use to larger in situ datasets for global phytoplankton remote sensing. The Self-Organizing Map Algorithm (SOM) aggregates similar spectra into a reduced set of pertinent groups, allowing the characterization of the Ra variability, which is known to be linked with the phytoplankton community composition. Based on the same sample of Ra spectra, a comparison between the previous version of PHYSAT and the new one using SOM shows that is now possible to take into consideration all the types of spectra. This was not possible with the previous approach, based on thresholds, defined in order to avoid overlaps between the spectral signatures of each phytoplankton group. The SOM-based method is relevant for characterizing a wide variety of Ra spectra through its ability to handle large amounts of data, in addition to its statistical reliability compared to the previous PHYSAT. The former approach might have introduced potential biases and thus, its extension to larger databases was very restricted. In a second step, some new Ra spectra have been related to phytoplankton groups using collocated field pigments inventories from a large in situ database. Phytoplankton groups were identified based on biomarker pigments ratios thresholds taken from the literature. SOM was then applied to the global daily SeaWiFS imagery archive between 1997 and 2010. Global distributions of major phytoplankton groups were analyzed and validated against in situ data. Thanks to its ability to capture a wide range of spectra and to manage a larger in situ pigment dataset, the neural network tool allows to classify a much higher number of pixels (2 times more) than the previous PHYSAT method for the five phytoplankton groups taken into account in this study (Synechococcus-Like-Cyanobacteria, diatoms, Prochloroccus, Nanoeucaryots and Phaeocystis-like). In addition, different Ra spectral signatures have been associated to diatoms. These signatures are located in various environments where the inherent optical properties affecting the Ra spectra are likely to be significantly different. Local phenomena such as diatoms blooms in the upwelling regions or during climatic events(i.e. La Nina) are more clearly visible with the new method. The PHYSAT-SOM method provides several perspectives concerning the use of the ocean color remote sensing data for phytoplankton group identification, such as, the potential application of the method in Case 2 waters, using an appropriate nLw signal normalization approach. A preliminary case study in the English Channel and North Sea waters is presented in the last chapter of the thesis, showing the possibility of a future use of PHYSAT-SOM in these optically complex waters
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Huret, Martin. "Apports des données "couleur de l'eau" à la modélisation couplée physique -biogéochimie en milieu dynamique côtier : application au Rio de la Plata et au Golfe de Gascogne." Toulouse 3, 2005. http://www.theses.fr/2005TOU30023.
Full textAbstract:
Continental margins play a crucial role in biogeochemical fluxes between the continents and the open ocean. They are also highly sensitive to human perturbations. Primary production is highly dependent on the complex dynamics of these coastal zones, and on the river supply in nutrients, as well as in Suspended Particulate Matter (SPM) which limit light availability. The quantification of the production is a prerequisite in many applications, from the understanding of the role of the coastal ocean in climate change, to eutrophication and fisheries resources issues within the frame of the integrated management of the coastal zone. Coupled physical-biogeochemical models are useful in studying and monitoring primary production. Because of the numerous complex processes and their non-linear interactions, and of some poorly known parameter values, some errors remain in the simulation of the phytoplankton production in coastal areas. Together with these models, satellite `ocean color' data is a major monitoring tool for marine ecosystems. Applying empirical algorithms to SeaWiFS data in coastal areas allows the retrieval of the concentration of chlorophyll a as well as of SPM. This PhD. Work shows the benefits of using `ocean color' data to constrain primary production models. Two study areas are investigated : the Rio de la Plata estuary and its continental margin in the Southwest Atlantic Ocean, and the Bay of Biscay in the Northeast Atlantic. First, the analysis of chlorophyll a concentration data bases for both areas, and of SPM concentration for the Bay of Biscay, reveals major phytoplankton features and processes that should be taken into account in the model formulation. Then a simple five compartments model for the Rio de la Plata, and a more complex one for the Bay of Biscay, have been coupled to the hydrodynamic model MARS-3D of IFREMER. After a first validation step, in which major observed features are reproduced, the models constraint by ocean color data is investigated. For the Bay of Biscay, surface forcing with satellite SPM concentrations improves the accuracy of light availability and then the simulation of late winter phytoplankton blooms. For both areas, we conducted optimisation experiments for some of the biological parameters. . .
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Messié, Monique. "Contrôle de la dynamique de la biomasse phytoplanctonique dans le Pacifique tropical ouest." Phd thesis, Université Paul Sabatier - Toulouse III, 2006. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00137145.
Full textAbstract:
Le Pacifique tropical ouest (120°E-160°W, 20°S-20°N) est une région complexe où coexistent deux écosystèmes aux frontières variables, et aux caractéristiques physiques et biologiques très différentes : la warm pool à l'ouest, écosystème oligotrophe limité par le nitrate, et la cold tongue à l'est, limitée par le fer. Nous utilisons les concentrations en chlorophylle SeaWiFS comme proxy pour la biomasse phytoplanctonique sur la période septembre 1997 à décembre 2004. Une analyse statistique nous permet de dégager les principaux modes spatiaux-temporels où se concentre la variabilité de la chlorophylle. Nous étudions ensuite successivement le cycle saisonnier, une manifestation de l'activité interannuelle et l'action des coups de vent d'ouest à l'échelle intrasaisonnière. Nous montrons ainsi que la variabilité des vents et des courants contrôle au premier ordre la biologie dans le Pacifique tropical ouest. Cette étude met également en lumière l'influence de la topographie sur la variabilité de la chlorophylle, bien au-delà des régions côtières.
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Guyennon, Arnaud. "Etude de l'exportation de carbone organique à l'échelle de la mer Méditerranée à l'aide de la modélisation couplée physique/biogéochimie." Thesis, Aix-Marseille, 2015. http://www.theses.fr/2015AIXM4113/document.
Full textAbstract:
Ce travail s'inscrit dans le cadre du projet SIMED fédérant les activités de modélisation à l'échelle méditerranéenne, et plus globalement dans le programme MERMEX qui vise à étudier les cycles biogéochimiques en mer Méditerranée et leurs évolutions futures. L'étape préliminaire a été de coupler la plateforme de modélisation hydrodynamique (NEMO) à celle de modélisation biogéochimique mécaniste (Eco3M), afin de réaliser une simulation (2000-2012) utilisant les sorties hydrodynamiques de la configuration NEMO-MED12 pour forcer le modèle biogéochimique Eco3M-MED. Les nombreuses comparaisons menées dans cette thèse (chlorophylle, sels nutritifs, production primaire, etc.) ont aidé à s'assurer de la capacité du modèle à reproduire les principales caractéristiques biogéochimiques de la Méditerranée. Ce travail a permis de généraliser le rôle majeur joué par le carbone organique dissous dans la pompe biologique à l'échelle de la mer Méditerranée. Les résultats montrent que la production de carbone organique particulaire est restreinte aux régions de forte dynamique physique, tandis que l'accumulation de carbone organique dissous dans les eaux de surface est commune à la plupart des régions du bassin. Ce dernier processus s'est avéré dépendant des contenus cellulaires du phytoplancton et des bactéries hétérotrophes. Finalement d'après le modèle, la fraction dissoute du carbone organique contribuerait à hauteur d'environ 64 % à l'exportation dans le bassin Ouest, et de 90 % dans le bassin Est. Le bassin Est -en dépit de sa plus forte oligotrophie- s'avère participer à près de 60 % à l'exportation de carbone organique en mer MéditerranéeThis work is part of the SIMED project which is dedicated to basin-scale modeling of the Mediterranean Sea. It also belongs to the MERMEX program which aims at studying biogeochemical cycles in the Mediterranean Sea and their evolution. The first step of this work was to couple the hydrodynamic modeling platform (NEMO) to the mechanistic biogeochemical modeling platform (Eco3M). We ran a simulation (2000-2012) using the hydrodynamic outputs from NEMO-MED12 configuration to force the biogeochamical model Eco3M-MED. The model evaluation was conducted using numerous field measurements (chlorophyll, nutrients, primary production, etc.). The simulation strengthens and extends to the whole basin the prominent role of dissolved organic carbon in the biological carbon pump in the whole Mediterranean Sea. A comprehensive analysis of organic carbon (particulate and dissolved) production processes production was performed. Results reveal that particulate organic carbon production is restricted to the highly dynamic areas, whereas dissolved organic carbon accumulation in the surface layers is a common process in much areas of the basin. This latter process appeared to dependant on the cellular contents of phytoplancton and heterotrophic bacteria, themselved being controled by low phosphate availability. Finally, the dissolved organic carbon contribution to carbon export is around 64 % in the Western basin, and up to 90 % in the Eastern basin. When taking into account the dissolved fraction, total organic carbon export in the Eastern basin -despite its higher oligotrophy- exceeds the one in the Western basin (60% against 40 %)
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Verin, Gauthier. "Propriétés physiques et optiques du manteau neigeux sur la banquise arctique." Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2019. http://www.theses.fr/2019GREAU010/document.
Full textAbstract:
L’océan Arctique est marqué par une forte saisonnalité qui se manifeste par la présence d’une banquise permanente dont l’extension varie entre 6 et 15 millions de kilomètres carré. Interface plus ou moins perméable, la banquise limite les échanges atmosphère - océan et affecte le budget énergétique global en réfléchissant une part importante du rayonnement incident. Le manteau neigeux qui se forme à sa surface est un élément essentiel notamment parce qu’il contribue fortement aux propriétés optiques de la banquise. D’une part par son albédo, proche de l’unité dans le visible, qui retarde sensiblement la fonte estivale de la glace. Et d’autre part, il est majoritairement responsable de l’extinction verticale de l’éclairement dans la banquise. Or, la faible intensité lumineuse transmise à la colonne d’eau constitue un facteur limitant important à l’accumulation de biomasse des producteurs primaires souvent des micro-algues, à la base des réseaux trophiques. Le manteau neigeux en surface, par ces propriétés physiques et leurs évolutions temporelles, joue donc un rôle essentiel en impactant directement l’initiation et l’amplitude de la floraison phytoplanctonique printanière. Dans le cadre du réchauffement climatique actuel, les mutations que subit la banquise : amincissement, réduction de son extension estivale et variations des épaisseurs du manteau neigeux bouleversent d’ores et déjà la production primaire arctique à l’échelle globale et régionale.Cette thèse vise à mieux comprendre la contribution du manteau neigeux au transfert radiatif global de la banquise, afin de mieux estimer son impact sur la production primaire arctique. Elle s’appuie sur un jeu de données collecté lors de deux campagnes de mesures sur la banquise en période de fonte. Les propriétés physiques de la neige, SSA et densité, permettent une modélisation précise du transfert radiatif de la neige qui est validée, ensuite, par les propriétés optiques comprenant : albédo, profils verticaux d’éclairement dans le manteau neigeux et transmittance à travers la banquise.Au printemps, la neige marine, marquée par une importante hétérogénéité spatiale, évolue suivant quatre phases distinctes. La fonte, d’abord surfacique puis étendue à toute l’épaisseur du manteau, se caractérise par une baisse de la SSA de 25-60 m2kg-1 à moins de 3 m2kg-1 provoquant une diminution de l’albédo dans le proche infrarouge puis à toute longueur d’onde ainsi qu'une augmentation de l’éclairement transmis à la colonne d’eau. Cette période est chaotique, et marquée par une forte variabilité temporelle des propriétés optiques causées par la succession d’épisodes de fonte et de chutes de neige. Les propriétés physiques de la neige sont utilisées par un modèle de transfert radiatif afin de simuler les profils verticaux d'éclairement, l’albédo et la transmittance de la banquise. La comparaison entre ces simulations et les profils d’éclairement mesurés met en évidence la présence d’impuretés dans la neige dont leurs natures et leurs concentrations sont estimées. En moyenne, la neige échantillonnée contenait 600 ngg-1 de poussières minérales et 10 nng-1 de suies qui réduisaient par deux l’éclairement transmis à la colonne d’eau. Enfin, la modélisation de l’éclairement à toute profondeur de la banquise, représentée de manière innovante par des isolumes, est mise en relation avec l’évolution temporelle de la biomasse dans la glace. Il apparaît que la croissance des algues de glace est systématiquement corrélée avec une augmentation de l’éclairement, et ce, jusqu’à des niveaux d’intensité de l’ordre de 0.4 uEm-2s-2. Ces variations d’éclairement sont causées par le métamorphisme et la fonte de la neige en surfaceThe Arctic ocean shows a very strong seasonality trough the permanent presence of sea ice whose extent varies from 6 to 15 millions km2. As an interface, sea ice limits ocean - atmosphere interactions and impacts the global energy budget by reflecting most of the short-wave incoming radiations. The snow cover, at the surface, is a key element contributing to the optical properties of sea ice. Snow enhances further the surface albedo and thus delays the onset of the ice melt. In addition, snow is the main responsible for the vertical light extinction in sea ice. However, after the polar night, this low light transmitted to the water column is a limiting factor for primary production at the base of the oceanic food web. The snow cover, through the temporal evolution of its physical properties, plays a key role controlling the magnitude and the timing of the phytoplanktonic bloom. In the actual global warming context, sea ice undergoes radical changes including summer extent reduction, thinning and shifts in snow thickness, all of which already alter Arctic primary production on a regional and global scale.This PhD thesis aims to better constrain the snow cover contributions to the radiative transfer of sea ice and its impact on Arctic primary production. It is based on a dataset collected during two sampling campaigns on landfast sea ice. Physical properties of snow such as snow specific surface area (SSA) and density allow a precise modeling of the radiative transfer which is then validated by optical measurements including albedo, transmittance through sea ice and vertical profiles of irradiance in the snow.During the melt season, marine snow which shows strong spatial heterogeneity evolves fol- lowing four distinctive phases. The melting, which first appears at the surface and gradually propagates to the entire snowpack, is characterized by a decrease in SSA from 25-60 m2kg-1 to less than 3 m2kg-1 resulting in a decrease in albedo and an increase in sea ice transmittance. This is a chaotic period, where optical properties show a very strong temporal variability induced by alternative episodes of surface melting and snowfalls. The physical properties of snow are used in a radiative transfer model in order to calculate albedo, transmittance through sea ice and vertical profiles of irradiance at all depths. The comparison between these simulations and measured vertical profiles of irradiance in snow highlights the presence of snow absorbing impurities which were subsequently qualitatively and quantitatively studied. In average, impurities were composed of 660 ngg-1 of mineral dust and 10 ngg-1 of black carbon. They were responsible for a two-fold reduction in light transmitted through sea ice. The light extinction, calculated at all depths in sea ice, and represented by isolums, was compared to the temporal evolution of ice algae biomass. The results show that every significant growth in ice algae population is related to an increase of light in the ice. These growths were observed even at very low light intensities of 0.4 uEm-2s-2. Light variations in the ice were linked by snow metamorphism and snow melting at the surface