Éditeur(s) : HAL CCSD
Résumé : Karstic aquifers represent the most important fresh water reservoirs in many regions of the world like the Mediterranean Basin. However, because of complex processes of karstification, those aquifers are highly heterogeneous at all spatial scales and vulnerable to contamination. In this dissertation, we studied the potential of gravimetry and ambient seismic noise for hydrological modeling in karstic areas.The dolomitic area surrounding the “GEK” observatory in the Durzon catchment on the Larzac plateau, in France, is the preferred site for these studies. Inside the observatory, a superconducting gravimeter dedicated to hydrology has continuously measured gravity changes since 2011 with high precision, undertaken for the first time on a karst. From this gravity monitoring, we made conceptual hydrological models which laid the foundation of 1-D flow physical models. Indeed, gravimetry is an integrative hydro-geophysical method which allows 1) to consider the epikarst, locally heterogeneous as an equivalent tabular medium and 2) to define the types of transfer (fast & slow) occurring at the site. Especially, the lack of fast transfer through the GEK epikarst was precisely quantified for the first time at the field scale (~100m). Gravity-driven water mass balance with local meteorological data (evapotranspiration from a flux tower and precipitation) allowed setting the bottom outlet of the model to 1 mm.day-1. This flow has proved to be representative of the low-flow discharge at the only spring which represents all groundwater outflows from the catchment. This result supposes the homogeneity of the dolomitic epikarst almost at the basin scale. Model parameters were next calibrated using one year of ambient seismic noise monitored at two stations. Phase velocity changes obtained by cross-correlating the noise between 6 and 8 Hz were used as a ”timer” to follow the water infiltration between a depth of 30 and 60 meters. Thus, monitoring seismic velocity changes using ambient seismic noise demonstrates great potential for the study of deep and complex critical zones and could fill the instrumental gap currently existing in hydrology.Time-lapse gravity measurements with a spring-based portable gravimeter have also demonstrated the different behavior of two epikarsts and their variability at the scale of a few hundred meters. Monthly measurements around the observatory revealed the spatial homogeneity of this dolomitic epikarst: all the stations showed the same water storage changes. On the contrary, seasonal surface to depth gravity measurements along the underground passage of the Saint-Ferréol sinkhole, in limestone, have shown fast transfer and strong spatial variability of water storage. Lithology is then expected to play a part in the epikarst capacity to retain water. The precision needed to measure the weak hydrological induced signals during those surveys required robust methodology and an ambient temperature effect on measurements with spring-based gravimeter was observed in the field and quantified in the laboratory.
Les aquifères karstiques représentent des ressources en eau essentielles dans de nombreuses régions du monde comme le bassin Méditerranéen. Cependant, de par les processus complexes de karstification, ces aquifères sont hétérogènes à de nombreuses échelles et vulnérables. Dans cette thèse, nous étudions le potentiel de la gravimétrie et du bruit sismique ambiant pour la modélisation hydrologique en milieu karstique.Le site dolomitique de l’observatoire « GEK », sur le bassin du Durzon dans le Larzac, est le site d’étude privilégié de ces travaux. Dans l’observatoire, un gravimètre supraconducteur dédié à l’hydrologie mesure depuis 2011 les variations de gravité en continu et à une très haute précision, pour la première fois sur un karst. Des modèles hydrologiques conceptuels ont été réalisés à partir de cette surveillance gravimétrique et ont permis de poser les bases de modèles physiques d’écoulements 1-D. En effet la gravimétrie, intégratrice, permet 1) de considérer l’épikarst localement hétérogène comme un milieu tabulaire équivalent et 2) de définir les types de transfert à l’œuvre sur le site. En particulier, l’absence de transfert rapide dans l’épikarst a été quantifiée avec précision pour la première fois à l’échelle du terrain (~100m). A l’aide de données météorologiques locales, un bilan de masse précis a permis de définir le flux en limite inférieure du modèle à 1 mm.jour-1. Ce flux s’est montré représentatif du débit de basses-eaux de la source drainant l’ensemble du bassin. Ce résultat suppose une homogénéité de l’épikarst dolomitique quasiment à l’échelle du bassin. Les paramètres des modèles physiques ont ensuite pu être calibrés à l’aide d’un an d’intercorrélation du bruit sismique ambiant entre deux stations. Les variations de vitesses de phase obtenues entre 6 et 8Hz nous ont servi de « chronomètre » pour suivre l’infiltration entre 30 et 60m de profondeur. La surveillance passive des variations de vitesses sismiques par intercorrélation du bruit sismique ambiant montre ainsi un fort potentiel pour l’étude des zones critiques profondes et complexes à l’échelle du terrain et peut combler la lacune instrumentale qui existe actuellement en hydrologie.Des campagnes répétées de mesures avec un gravimètre portable à ressort ont également mis en évidence le fonctionnement différent de deux épikarsts et leur variabilité à l’échelle de la centaine de mètres. Des mesures mensuelles autour de l’observatoire ont mis en évidence l’homogénéité spatiale de cet épikarst dolomitique : toutes les stations ont les mêmes variations temporelles de stock d’eau. Au contraire, des mesures saisonnières en surface et en profondeur le long de la galerie souterraine calcaire de l’abîme de Saint-Ferréol ont montré une variabilité spatiale forte du stockage ainsi que du transfert rapide. La lithologie de l’épikarst est donc suspectée de jouer un rôle dans sa capacité de stockage. Lors de ces campagnes, la faiblesse du signal recherché a nécessité une méthodologie précautionneuse et un effet de température sur les mesures des gravimètres relatifs à ressort a été observé sur le terrain et quantifié en laboratoire.
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NNT : 2016MONTT128
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Éditeur(s) : HAL CCSD
Résumé : The sandy coasts of Languedoc-Roussillon are a zone vulnerable to erosion and flooding. These hazards are generally associated with a combination of natural factors such as waves, wind, rising sea levels and the importance of sediment supply, and are therefore worsened during storms. For the management of such risks, a better knowledge of the hydrodynamic phenomena occuring from the surf zone through to the coastal scale is essential. This need led to the development of a numerical modelling platform consisting of the 3D ocean circulation model Symphonie, usually dedicated to regional and coastal scales, which was modified to include the wave forcing, modeled by the WaveWatch III or Swan models. Using this platform the entire littoral and coastal regions can be accurately represented. The model was tested in several academic cases. Measurements on the barred beach of Sète during the winter of 2008-2009 served to refine the model, which is able to successfully reproduce the characteristics of the currents in coastal areas, drifts or rip currents over more complex bathymetries and also the vertical profiles of currents. To validate the model on the inner-shelf, we compared the simulations with measurements taken during a winter storm in 2004 around the mouth of the Têt river, as well as during storms in 2007 and 2008 in the Gulf of Aigues-Mortes. Currents are generally well reproduced. However, the scope of wave action seems limited to a depth of 30m. The characteristics of our model allow a good reproduction of the currents at all scales and the 3D nature of the model permits a more precise calculation of the shear stress and bottom current responsible, respectively, for the suspension and advection of sediments.
Le littoral sableux du Languedoc-Roussillon est un système vulnérable aux risques d'érosion et de submersion. Ces aléas sont liés à la conjonction des facteurs naturels que sont les vagues, vent, élévation du niveau de la mer et apports sédimentaires et sont donc aggravés en période de tempête. En vue d'une gestion des risques, une meilleure connaissance des phénomènes hydrodynamiques de l'échelle littorale à l'échelle côtière est essentielle. Ce travail a conduit à la réalisation d'une plateforme de modélisation numérique composée du modèle de circulation océanique 3D Symphonie, traditionnellement dédié aux échelles régionales et côtières, qui a été modifié pour inclure le forçage par les vagues, modélisées par les modèles Wavewatch III ou Swan, et ainsi étendre sa validité au littoral. Le modèle a été testé sur des cas académiques littoraux. Des mesures sur la plage à double barres de Sète pendant l'hiver 2008-2009, ont également servi à parfaire le modèle qui reproduit ainsi avec succès les caractéristiques des courants en zone littorale : la dérive, les courants sagittaux sur des bathymétries plus complexes et les profils verticaux des courants. Pour valider le modèle à des échelles plus côtières, nous avons confronté ses résultats à des mesures réalisées pendant une tempête hivernale en 2004 aux alentours de l'embouchure de la Têt, mais également sur des tempêtes de 2007 et 2008 dans le Golfe d'Aigues-Mortes. Les courants sont globalement bien reproduits. Les zones d'action des vagues semblent limitées aux zones de profondeur inférieure à 30 m. Notre modèle autorise une reproduction correcte des courants à toutes les échelles et sa nature 3D permet un calcul plus précis de la tension de cisaillement de fond et du courant près du fond, responsables respectivement de la mise en suspension et de l'advection des sédiments.
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Éditeur(s) : HAL CCSD
Résumé : The heterogeneous nature and sometimes karstified carbonate environments has a direct impact on many environmental issues, such as coastal aquifers affected by saltwater intrusion. At the south of the island of Mallorca (Spain), the Llucmajor carbonate platform offers a privileged site for the study of such intrusions including the experimental site of Campos who meets the intrusion at shallow depth. The characterization of heterogeneous properties passes through a preliminary description of the properties of carbonate reservoirs, including those of the porosity. According to the wide range of sizes of heterogeneities from micrometer to hundreds of meters, the use of multiscale methods is required. This thesis focused on the determination of multiscale porosities from the microporosity to karstic porosity, and of relationships between observation scale changes of these properties. At the micron scale, high-resolution X-ray microtomography allows to extract the microporosity and the microporous network connectivity. At lower resolution (mm), X-ray tomography is also used to study the micro- and macro-porous network at the core scale which is already allocated to number of observations and measurements, including petrophysical. At the borehole scale, the wall images are used to identify the dissolved zones from centimeter macropores to plurimetric karstic cavities. At the larger scale, surface geophysics study the lateral extension of the karsts and heterogeneities. Finally, the porous structure of the studied site is integrated with its wide range of scales into the regional geology of the Llucmajor platform. Thus, the hydrogeophysical observatory set up on the site of Campos to monitor the spreading of salt water in the aquifer is integrated in its geological and petrophysical context, in order to refine the interpretation of its variations of salinity measurements during the time.
La nature hétérogène et parfois karstifiée des milieux carbonatés a un impact direct sur nombre de problématiques environnementales, comme celle des aquifères côtiers affectés par une intrusion d'eau salée. Au sud de l'ile de Majorque (Baléares, Espagne), la plate-forme carbonatée de Llucmajor offre un site privilégié pour l'étude de telles intrusions notamment avec le site expérimental de Campos, qui rencontre l'intrusion à faible profondeur. La caractérisation des propriétés hétérogènes du réservoir passe par une description préalable des propriétés des réservoirs carbonatés et notamment celle de la porosité. Au regard de la large gamme d'échelles d'hétérogénéités allant du micromètre à la centaine de mètre, l'utilisation de méthodes multi-échelles est nécessaire. Ce travail de thèse a porté sur la caractérisation multi-échelle de la porosité, allant de la microporosité à la porosité karstique, et l'établissement de relations entre les changements d'échelles d'observation de ces propriétés. A très petite échelle, la microtomographie haute-résolution à rayons X extrait à l'échelle du micron la microporosité et la connectivité des réseaux microporeux. A plus basse fréquence (celle du mm), la tomographie est également utilisée afin d'étudier le réseau micro- et macroporeux à l'échelle des carottes, à laquelle sont réalisées nombre d'observations et de mesures, notamment pétrophysiques. A l'échelle du puits, les images de paroi permettent d'identifier les zones de dissolution allant des macropores centimétriques aux cavités karstiques plurimétriques. A plus grande échelle, la géophysique de surface permet d'étudier l'extension latérale de ces karsts et hétérogénéités. Enfin, la structure poreuse du site étudié sur cette vaste gamme d'échelles est intégrée à la géologie régionale de la plate-forme de Llucmajor. Ainsi, l'observatoire installé sur le site pour surveiller la propagation de l'eau salée dans l'aquifère a pu être replacé dans son contexte géologique et pétrophysique, afin d'affiner l'interprétation de ses mesures de variations de salinité au cours du temps.
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Éditeur(s) : HAL CCSD
Résumé : Integrating ecological connectivity into marine ecosystem management and planning is important, especially in a global context of severe fish stocks depletion and growing habitat degradation. Environmental tools such as Marine Protected Areas have been proposed to protect biodiversity, restore damaged ecosystems, sustain fisheries, and rebuild overexploited stocks. The effectiveness of marine protected areas depends in part on the maintenance of connectivity between marine populations, linked by ecological processes such as larval dispersal. In this thesis, we applied a biophysical model driven by ocean currents derived from satellite altimetry to evaluate connectivity between Western Indian Ocean reefs and across the current MPA system in the Mediterranean Sea. We applied different methods of analysis such as graph-theoretic and clustering. In the Western Indian Ocean, marine connectivity analyses show that the number of connections between reefs increases with fish pelagic larval duration. It also highlights a low connectivity across the region and a high interconnectivity within several regions (Mozambique Channel, Mascarene archipelago). In the Mediterranean Sea, connectance is globally low at the regional scale. This connectance is more important in Western than Eastern Mediterranean. Moreover, the marine connectivity analyses revealed high domestic connectivity rates. Depending on the study area, priority reefs or sites for MPA implementation are proposed. Finally, implications for transboundary marine policies and regional cooperation are discussed.
Intégrer les connaissances sur la connectivité écologique dans la gestion des écosystèmes marins est essentiel, surtout dans un contexte d'appauvrissement des ressources marines et de dégradation des habitats côtiers à l'échelle mondiale. Des outils environnementaux, tels que les Aires Marines Protégées ont été mises en œuvre pour protéger la biodiversité, restaurer les écosystèmes endommagés, soutenir les pêcheries et reconstituer les stocks surexploités. Leur efficacité dépend en partie du maintien de la connectivité entre les populations marines, assurée à travers divers processus écologiques dont la dispersion larvaire. Dans le cadre de ce travail de thèse, un modèle biophysique intégrant des données de courants, issues de mesures d'altimétrie par satellite, a été utilisé pour évaluer la connectivité entre les récifs de l'océan Indien d'une part, et à travers le réseau d'AMP de Méditerranée d'autre part. Différentes méthodes d'analyse ont été utilisées, telles que la théorie des graphes et le clustering. Dans l'océan Indien occidental, l'analyse des connectivités marines montre que le nombre de connexions entre les récifs augmente avec la durée de vie larvaire des poissons. Elle met également en évidence une faible connectivité à l'échelle de la région, mais une forte inter-connectivité au sein de plusieurs sous-régions (Canal du Mozambique, Mascareignes). En Méditerranée, la connectance est globalement faible à l'échelle régionale, bien que plus importante dans le bassin occidental que le bassin oriental. L'analyse des connectivités marines montre également un taux de connectivité élevé à l'échelle d'un même pays. Selon le cas d'étude, une liste de récifs ou de sites prioritaires dans la mise en œuvre des AMP a été proposée. Enfin, les implications de ces résultats en termes de politiques transfrontalières et de coopération régionale sont discutées.
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NNT : 2015LARE0003
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Éditeur(s) : HAL CCSD
Résumé : The presence of biological matter (biofilms) in deep geological sites for storage of, for instance, toxic elements or groundwater in aquifers was clearly proved. That biomass triggers physical and chemical processes which greatly modify the durability and the sustainability of the sites. These processes, mainly from oxidative/reductive reactions, are poorly understood. This is mainly due to the fact that former studies were done at the macroscopic level far away from the micrometric scale where relevant processes induced by bacteria take place. Investigations at microscopic level are needed. Thus, we developed an experimental set-up based on the combined use of optical microscopy (transmission), atomic force microscopy (AFM) and electrical and electro-chemical AFM microscopy (EC_AFM) in order to get simultaneous information on topographic and electro-chemical processes. The first highly sensitive step was to use AFM with biological samples in liquid environment: wepresent here a study about AFM imaging of living, moving or self-immobilized bacteria, in their genuine physiological liquid medium and in true in vivo conditions. No external immobilization protocol, neither chemical nor mechanical was needed. For the first time, the native gliding movements of Gram negative Nostoc cyanobacteria upon the surface were studied by AFM. AFM height and mechanical stiffness data were simultaneously acquired. From these, mechanical parameters, inner turgor pressure and Young modulus, were derived for different bacterial species (Anabaenopsis circularis, Rhodococcus wratislaviensis). Our study revealed that AFM imaging is thus possible on moving living species. These results open a large window on new studies of both dynamical phenomena of practical and fundamental interests such as the formation of biofilms and dynamic properties of bacteria in real physiological conditions. The second delicate step was to combine AFM and optical measurements with electrical ones. We mounted a new experimental set-up coupling real-time (i) monitoring of optical properties as the optical density (OD) evolution related to bulk bacterial growth in liquid or as the counting of number of bacteria adhering on the surface of the sample as well and (ii) electrical and electrochemical measurements. Furthermore, these results will shortly be applied to the optimized monitoring of the in-situ activity of bacteria consuming oil pollutants, following this way, in real-time, the bioremediation of an oilcontaminated soil (ANR ECOTECH_BIOPHY program).
La présence de matière biologique (biofilms) dans les sites de stockage géologique profond, d'éléments toxiques ou encore de l'eau potable des aquifères est maintenant clairement démontrée. Cette biomasse est à l'origine de processus physiques et chimiques qui modifient considérablement la durabilité et la pérennité des sites concernés. Ces processus, principalement de type oxydo-réductif, sont encore mal compris. Ceci est principalement dû aux méthodes d'investigation, principalement macroscopiques, loin de l'échelle micrométrique caractéristique des bactéries. Seules des études, basées sur des méthodes d'investigation locale, peuvent apporter les informations requises. Ainsi, nous avons développé un dispositif expérimental basé sur l'utilisation combinée de la microscopie optique (en transmission), la microscopie à force atomique (AFM) et la microscopie AFM en mode électrique et électrochimique (EC_AFM) afin d'obtenir des informations simultanées sur la topographie de l'échantillon et sur les processus électrochimiques à l'échelle des bactéries. La première étape sensible consistait à utiliser l'AFM sur des échantillons biologiques en milieu liquide: nous présentons ici les résultats de l'imagerie AFM en milieu liquide de plusieurs types de bactéries dans leurs conditions physiologiques naturelles (conditions in vivo). Aucun protocole d'immobilisation, ni chimique ni mécanique, n'a été nécessaire; et pour la première fois, les mouvements de reptation de cyanobactéries Nostoc ont été étudiés par l'AFM. Les études AFM ont permis d'acquérir des données topographiques mais aussi mécaniques : nous avons pu ainsi mesurer le module d'Young, la pression de turgescence de différentes souches bactériennes (Anabaenopsis circularis, Rhodococcus wratislaviensis). Cette étude complète, a révélé que l'imagerie AFM est donc possible sur des espèces vivantes en mouvement. Ces résultats ouvrent une grande fenêtre sur de nouvelles études d'intérêts tels que la formation de biofilms et les propriétés dynamiques de bactéries dans des conditions physiologiques réelles. La deuxième étape délicate était de combiner l'AFM aux mesures optiques et électriques. Nous avons développé un nouveau dispositif expérimental permettant (i) le suivi de l'évolution de la croissance bactérienne par la mesure des propriétés optiques comme la densité optique DO (pour le développement bactérien en volume - milieu planctonique) , ou l'analyse de l'image du substrat par comptage du nombre de bactéries sur la surface de l'échantillon (biofilm), et (ii) les mesures électriques et électrochimiques. L'ensemble de ces résultats sera prochainement appliqué au développement de nouveaux outils de surveillance d'une biodépollution de terrain contaminé par les hydrocarbures, par le suivi in situ et en temps réel de l'activité de bactéries dépolluantes (ECOTECH_BIOPHY ANR).
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Éditeur(s) : Université d'Angers
Résumé : In oyster farming areas, organic matter fluxes toward sediment is increased. Pacific oysters (Crassostrea gigas) reject organic-rich faeces and pseudofaeces as a result of filtration process. Organic matter can be consumed by benthic fauna, but in excess it can entails the reduction of benthic faunal species richness, abundance and biomass. Organic matter degradation also induces hypoxic (or anoxic) conditions in the sediment, and production of ammonia and sulfides in toxic concentrations. The main objective of this study is to assess the effects of oyster farming on benthic intertidal ecosystems in the Pertuis Charentais. Benthic macrofauna, living (stained) foraminifera, and physicochemical characteristics of the water column and sediment were used as indicators to evaluate these effects. A multidisciplinary approach was conducted across the Pertuis Charentais at 3 different spatial scales: an oyster trestle (micro-scale), an oyster culture area (meso-scale) and various sites across the Pertuis Charentais (macro-scale). The study was also realised at 4 different temporal scales: some months for the spatial micro-scale, every two weeks for 2 years at meso-scale and once per season during one year at macro-scale. In this study, I found that oyster farming enriches sediment in fine particles, organic matter (up to 12 %), particulate organic carbon (15-20 µg mg 1) and leads to high microphytobenthic biomass. Moreover, the association of seasonnal warming (during spring and summer), remineralisation of accumulated organic matter and short-term hypoxic conditions leads to sulfides and ammonium production. Consequently, the benthic biodiversity decreases and the population dynamic is disturbed. The population dynamic disturbance is characterised by fast abundance rises followed by high mortality rates. In these conditions, tolerant benthic macrofaunal (Cirratulidae, Spionidae and Capitellidae) and foraminiferal (Ammonia tepida and Cribroelphidium gunteri) species are promoted. AMBI index confirms "medium" ecological quality of oyster farming areas. On the contrary, across the control sites, sensible species are maintained (Amphipods, Rosalina cf. vilardeboana). Comparison of oyster farming techniques shows that on-bottom culture is less disturbing for benthic ecosystem than off-bottom culture. Axial tomodensitometry, an innovative method, was used to describe in 3D the sedimentary column organisation. I show that oyster farming modifies the sedimentary column functioning. Indeed, the macrofaunal diversity decrease leads to the modification of the functional diversity of assemblages. Thus, the vertical distribution of living foraminifera is limited in oyster farming areas, because their distribution is tightly related to macrofaunal bioturbating modes.
Dans les zones ostréicoles, les flux de matière organique sont importants, l'huître Crasssotrea gigas rejetant sous forme de pseudo-fécès et de fécès de grandes quantités de matière organique. De ce fait, bien que cette matière organique puisse être consommée par la faune benthique, sa surabondance peut provoquer une réduction de la richesse spécifique, de l'abondance et de la biomasse et provoquer sur le plan des processus biogéochimiques des déplétions en oxygène et l'apparition de substances comme l'ammonium et les sulfures dont les concentrations peuvent devenir toxiques. L'objectif principal de cette étude était donc de déterminer l'impact de l'ostréiculture, grâce à plusieurs indicateurs, sur le compartiment benthique d'un écosystème littoral comme les pertuis charentais. Pour évaluer ces effets, la macrofaune benthique et les foraminifères vivants benthiques ont été utilisés en association avec des mesures des paramètres physico-chimiques de la colonne d'eau et du sédiment. Une approche pluridisciplinaire a ainsi été menée dans les pertuis charentais à trois échelles spatiales différentes : à l'échelle d'une table ostréicole (micro-échelle), à l'échelle d'un site ostréicole (méso-échelle) et à l'échelle des pertuis charentais (macro-échelle). Dans les trois cas, un suivi dans le temps a été associé à une étude de distribution spatiale, quelques mois à micro-échelle, tous les quinze jours pendant deux années à méso-échelle et une fois par saison pendant une année à macro-échelle. Ces différentes approches ont permis d'avoir une vision pertinente de la dynamique et de la réponse fonctionnelle de la faune benthique aux changements induits par la présence de l'ostréiculture. La présence des cultures ostréicoles dans les pertuis charentais enrichit les sédiments en particules fines, en matière organique (12 %), en carbone organique particulaire (15-20 µg mg-1) et favorise une production microphytobenthique élevée. Pendant la période chaude de l'année printemps-été, la reminéralisation de la matière organique accumulée associée à des hypoxies temporaires a favorisé la production de sulfures et d'ammonium. Dans les stations soumises à l'ostréiculture, la diversité des assemblages diminue. La dynamique des espèces est caractérisée par des augmentations rapides des abondances suivies d'épisodes de mortalité. Les espèces tolérantes de la macrofaune benthique (Cirratulidae, Spionidae et Capitellidae) et des foraminifères vivants benthiques (Ammonia tepida et Cribroelphidium gunteri) sont favorisées. Le calcul de l'indice AMBI confirme la qualité écologique moyenne de ces sites. Au contraire, dans la station témoin, les espèces sensibles sont favorisées (Amphipodes, Rosalina cf. vilardeboana). La comparaison de la technique de culture sur table et de culture à plat a montré que la culture des huîtres à plat est moins perturbante pour le milieu. L'étude de la bioturbation a montré l'influence qui existe entre le mode de bioturbation des différents groupes de la macrofaune et la répartition verticale des foraminifères vivants dans la colonne sédimentaire. La diminution de la diversité des assemblages de la macrofaune dans les zones soumises à l'ostréiculture modifient la diversité fonctionnelle de ces assemblages et affectent le fonctionnement de la colonne sédimentaire, limitant la répartition verticale des foraminifères dans ces zones.

Droits : info:eu-repo/semantics/openAccess
http://archimer.ifremer.fr/doc/2007/these-2582.pdf
http://archimer.ifremer.fr/doc/00000/2582/

Éditeur(s) : HAL CCSD Editions Paralia CFL
Résumé : L'hydrodynamique du plateau continental du Golfe du Lion est généralement induite par les vents. Les simulations numériques réalisées par les modèles numériques de circulation océanique côtière aux équations primitives sont en général cohérentes avec les observations in-situ. Très peu d'observations étaient toutefois disponibles pendant les épisodes de tempêtes méditerranéennes. Aussi, la station BESSète (Bottom Experimental Station Sète), équipée d'un ADCP mesurant en continu les caractéristiques de houle et les profils verticaux de courants, a été implantée sur le plateau sous 70 m. Les premières données issues de cette station, acquises en février-mars 2007, confirment les schémas de circulations induits par les vents de Nord (Mistral,Tramontane). Un épisode de tempête (Hs>5m) a aussi pu être observé le 18 février 2007. De forts courants dont l'intensité peut atteindre 0,7 ms-1 y sont associés. Cette série de données est ensuite utilisée pour calculer les tensions decisaillements induites sur le fond. Sous 70 m, elles sont en général quasi-nulles excepté pendant l'épisode de tempête où l'action conjuguée des houles et des courants peut induire des contraintes susceptibles de mobiliser et déplacer le sédiment fin présent dans la zone. La très forte intensité des courants mesurés pendant la tempête amènent ensuite à reconsidérer les processus de transferts de quantité de mouvement entre atmosphère, océan et sédiments. Très schématiquement, sur le plateau, dès que la houle interagit avec le fond, la houle se transforme (réfraction, dissipation) et transmettrait de la quantité de mouvement à l'échelle des courants moyens. Cette hypothèse est retenue pour expliquer ces forts courants observés et pourrait être confirmée par d'autres travaux théoriques et numériques.
ISSN: 1760-8716

hal-00854000
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DOI : 10.5150/jngcgc.2008.011-L

Éditeur(s) : HAL CCSD
Résumé : Diffusion du document : INRA Antilles-Guyane, UMR ECOFOG, 97387 Kourou, Guyane (France) Diplôme : Master Recherche
il s'agit d'un type de produit dont les métadonnées ne correspondent pas aux métadonnées attendues dans les autres types de produit : DISSERTATION
La forêt tropicale guyanaise comporte entre 200 et 300 espèces d'arbres par hectare, alors qu'une forêt tempérée en compte environ une quinzaine. Les forêts tropicales humides sont des écosystèmes qui recèlent une des plus grandes biodiversités de la planète où les interactions entre les espèces et le milieu environnant atteignent des degrés de complexité élevés. Les arbres développent ainsi des stratégies souvent différentes, notamment celle du contrefil que nous avons cherché à décrire et à caractériser, lors de ce stage de Master 2ème année. Cette structure particulière du bois se retrouve dans une proportion importante dans les forêts tropicales. Elle consiste en une alternance d'hélices en S puis en Z de l'orientation longitudinale des fibres. Le stage s'est déroulé en grande partie en Guyane française, au sein de l'UMR « Ecologie des Forêts de Guyane » sur le site de Paracaïbo (Kourou). La première phase a été la prospection et la description du contrefil sur différentes espèces. Nous nous sommes ensuite intéressés au comportement mécanique en flexion statique et dynamique à différentes échelles. Enfin, au Laboratoire de Mécanique et Génie Civil de Montpellier, nous avons réalisé des mesures de l'angle des micros fibrilles afin de déterminer son évolution en fonction de l'angle du fil. Ainsi, prenant en compte les différentes échelles de description, nous avons mis au point un modèle permettant de prédire le comportement d'une poutre contre filée en flexion, connaissant la répartition du contrefil dans la section, la densité, et le module d'élasticité longitudinal orienté selon le fil du bois.
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hal-01189254
https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-01189254
PRODINRA : 19939

Résumé : Cette thèse d’habilitation à diriger des recherches décrit un projet en économie des pêches centré sur la question des conditions d’évolution de la rente halieutique, avec une application aux flottilles françaises opérant en Atlantique. La quantification de la rente et l’analyse des processus par laquelle elle évolue, sont un enjeu majeur de recherche dans un domaine où des bénéfices substantiels peuvent être attendus d’une modification des conditions d’accès à des ressources communes et naturelles. La stratégie de recherche est organisée autour de thèmes complémentaires de travail qui concernent l’évaluation économique des usages, l’analyse des comportements des flottilles de pêche et le développement d’approches intégrées en bioéconomie pour l’évaluation de scénarios de gestion des pêcheries. Le corpus théorique mobilisé emprunte principalement à l’économie des ressources renouvelables, à la microéconomie et par certains aspects aux concepts de l’économie institutionnelle. L’accent est porté en particulier sur les outils et les méthodes permettant d’améliorer les connaissances sur les structures et le statut économique de l’exploitation, mais également d’identifier les facteurs clés de la dynamique des flottilles de pêche. La compréhension de ces dynamiques est en effet essentielle pour prévoir les réponses possibles des usages halieutiques à des modifications des conditions économiques, institutionnelles ou environnementales. L’évaluation des effets économiques et biologiques réels de telles modifications en dépend. L’intérêt des évaluations bioéconomiques est également d’illustrer le caractère nécessaire mais non suffisant des mesures de conservation, ainsi que la nécessité de mettre en place des mécanismes incitatifs susceptibles de limiter les coûts sociaux de certaines pratiques. Cette thèse permet en particulier de fournir une première évaluation de rentes à une échelle dépassant la simple pêcherie et d’illustrer le phénomène de capitalisation de ces rentes dans le prix des navires, qui sont devenus des supports de droits de pêche sur le marché de l’occasion. Au-delà des effets redistributifs de l’allocation de ces droits, la dynamique des facteurs de production est elle-même influencée par un contexte de régulation de l’accès aux pêcheries de plus en plus contraignant.

Droits : 2007 Ifremer, UBO
http://archimer.ifremer.fr/doc/00243/35404/33925.pdf
http://archimer.ifremer.fr/doc/00243/35404/

Éditeur(s) : HAL CCSD
Résumé : Karst systems are the most important groundwater reservoirs in Mediterranean areas. Their structure and functioning are complex and not well known because of the high heterogeneity created and organised by groundwater flow. Water storage entities and water storage changes within remain difficult to assess by direct measurement and modelling. Geodetic monitoring is here used to constrain and bring original insights on karst system functioning. The Durzon karst system (Larzac plateau, Southern France) is monitored by several geodetic techniques: - Monthly absolute gravity measurements at three sites - Time-lapse surface to depth gravity measurements - Time-lapse microgravity surveying - Continuous long base hydrostatic tiltmeter monitoring at two sites Absolute gravity monitoring complemented with relative gravity surveys allows quantification of water storage changes on the studied karst system. Interannual water storage changes as detected by gravity are ~400 mm in amplitude. These storage changes are shown to occur in the epikarst and infiltration zone in certain areas. Water storage variations spatial heterogeneity is also demonstrated on the karst system. Tilt measurements monitor fast and slow infiltration processes within the karst fractured media. Karst system geodetic monitoring brings both quantitative and integrated hydrologic knowledge. Such methods could be applied to other karst aquifer studies.
Les aquifères karstiques constituent l'essentiel des ressources en eau souterraine sur le pourtour de la Méditerranée. Leur structure et leur fonctionnement sont complexes et mal connus à cause du processus de karstification qui hiérarchise la circulation hydrodynamique en leur sein. La localisation du stockage de l'eau et de ses variations au sein de tels aquifères est difficile à mesurer et à modéliser. Nous utilisons les outils de la géodésie pour apporter de nouvelles contraintes sur le fonctionnement hydrologique et les variations de stock d'eau en milieu karstique. Ainsi, le système karstique du Durzon, (Causse du Larzac, France) fait l'objet d'un suivi par plusieurs méthodes géodésiques incluant: - Des mesures de gravimétrie absolue en trois sites répétées de manière mensuelle ; - Des mesures répétées de gravimétrie relative entre la surface et la profondeur du karst ; - Des mesures répétées de microgravimétrie ; - Des mesures inclinométriques longue base en deux sites. Nous démontrons que le couplage entre la gravimétrie absolue et relative permet d'appréhender les variations de stock d'eau sur le bassin d'alimentation étudié. Les variations inter-anuelles observées sont de l'ordre de 400 mm, et nous montrons que celles-ci s'opèrent dans certaines zones au sein des horizons supérieurs du karst : épikarst et zone d'infiltration. Une forte hétérogénéité spatiale des variations de stockage est aussi mise en évidence à l'échelle du bassin d'alimentation. Les mesures inclinométriques permettent de suivre les phénomènes d'infiltration rapide et lente dans la masse karstique fracturée. Le suivi géodésique de ce système karstique permet d'apprécier quantitativement et de façon intégrée son fonctionnement hydrologique et pourra être transposé pour l'étude d'autres aquifère karstiques.
https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00404851

tel-00404851
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https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00404851/document
https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00404851/file/THESE_jacob.pdf

Éditeur(s) : HAL CCSD
Résumé : The coastal intrusion of brine threatens populations. This is particularly prejudicial in carbonate environments. We have studied the Miocene coral reef of S-E Majorca for better understanding the relation between geological structure and intrusion. For that purpose, we have used multi-scalar and multi-disciplinary methods. The measurements in 25 boreholes over the whole coral platform have allowed defining the stratigraphic structure and some elements of the regional tectonic. The reef progrades in the NE-SW direction, starting from the Aquitanian to terminates at the Messinian. The Messinian Salinity Crisis involves a disappearance of the Mediterranean corals and results in a Terminal Carbonate Complex which overlays a great part of the previously living corals of Majorca. At the experimental site scale, the study of the mineral composition, the texture, and the diagenesis have allowed characterization of the carbonate sequence heterogeneity. Layers of mineralization accompanied by dolomitization and low porosity correspond to postdepositional eustatic levels. The causes for the existence and the orientation of fractures are studied. The permeability to porosity relation is approached. The porosity structure is studied by comparison between primary and secondary porosity. This study contributes to the knowledge of the world best documented site for the evolution of carbonate reef reservoirs, with applications for brine intrusion and for hydrocarbon extraction.
Les intrusions d'eau salée en zone côtière constituent une menace pour la population. Celles-ci sont particulièrement dommageables en contexte carbonaté. Nous avons étudié le récif corallien Miocène du sud-est de Majorque afin de comprendre la relation entre structure géologique et intrusion. Pour cela nous avons utilisé des méthodes multi-scalaires et multi-disciplinaires. Les mesures dans 25 forages sur l'ensemble de la plateforme corallienne ont permis de préciser la structure stratigraphique et certains éléments de la tectonique régionale. Le récif prograde dans la direction NE-SO, en partant de l'Aquitanien pour aboutir au Messinien. La Crise de Salinité Messinienne entraîne une disparition des coraux méditerranéens et se traduit par un Complexe Carbonaté Terminal qui s'étend sur une grande partie des coraux autrefois vivants de Majorque. A l'échelle du site expérimental, l'étude de la composition minérale, de la texture et de la diagenèse ont permis de caractériser l'hétérogénéité de la séquence carbonatée. Des couches de minéralisation accompagnées de dolomitisation et de faible porosité correspondent à différents niveaux eustatiques post-dépositionnels. Les causes de l'existence et de l'orientation des fractures sont étudiées. La relation de perméabilité à porosité est précisée. La structure de porosité est étudiée par comparaison entre la porosité primaire et la porosité secondaire. Cette étude contribue à la connaissance du site le mieux documenté au monde pour l'évolution des réservoirs carbonatés récifaux, avec applications pour les intrusions d'eau salée et l'extraction des hydrocarbures.
https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00440019

tel-00440019
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https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00440019/file/thesemariasube.pdf

Résumé : L'IFREMER a fêté ses dix ans en 1994. Au cours de la décennie écoulée, la recherche océanographique a connu de profondes mutations dans la définition et la prise en compte de nouveaux problèmes nécessitant la mise en place de programmes à grande échelle et de nouveaux moyens : raréfaction des ressources halieutiques, climat, environnement littoral ... Ainsi le rôle capital de l'océan mondial a conduit à développer de grands programmes rendus possibles par l'amélioration notable des moyens de mesure et d'observation, en mer ou embarqués sur des satellites, et par le spectaculaire développement des moyens de calcul. Le milieu littoral, par son importance dans le fonctionnement de l'océan, le devenir et la valorisation des ressources halieutiques, par leur importance économique, sont devenus également d'importants thèmes de recherche. 1994 a été, à plus d'un titre, symbolique de ces évolutions pour I'IFREMER. [OCR NON CONTRÔLE]

Droits : info:eu-repo/semantics/openAccess
http://archimer.ifremer.fr/doc/1994/rapport-4826.PDF
http://archimer.ifremer.fr/doc/00000/4826/

Éditeur(s) : HAL CCSD
Résumé : Geothermal energy is considered as a green and infinite energy source at human scale. Currently, the yield of geothermal power plants is limited to temperatures of the operating fluid which 350 °C. From tectonic and volcanic activity at mid-ocean ridges, Iceland is a location where supercritical fluid extraction (T> 375 °C) can considered for the near future. Exploiting such fluids could theoretically multiply by a factor of ten the electrical power delivered by geothermal wells. Can such fluids circulate at the base of brittle oceanic crust? This work investigates the petrophysical properties of basalts in order to constrain geophysical observations in Iceland and predict the behavior of very high temperature geo-hydrothermal reservoirs. The first approach consisted in studying the physical properties of rocks that have hosted deep hydrothermal circulations at oceanic ridges. The study of these rocks at ODP Site 1256 shows that the porosity measured both in the field and in the lab is associated with amphibolite facies alteration minerals (T> 500 ° C). The second approach was to recreate in the laboratory the conditions of pressure, temperature and pore fluid pressure of high temperature to supercritical hydrothermal systems to predict the mechanical and electrical properties of basalts under these conditions. The mechanical results indicate that the brittle/ductile transition occurs at a temperature of about 550° C, where a strong permeability decrease is expected. The implementation and calibration of a new cell for measuring electrical conductivity at high temperature provide the first results for the interpretation of geophysical data. When applied to basaltic crustal conditions in Iceland, these results indicate that hydrothermal fluids could circulate, at least temporarily, in a supercritical state up to 5 km depth.
La géothermie est considérée comme une source d'énergie propre et inépuisable à échelle humaine. Actuellement, le rendement des centrales géothermiques est limité à l'exploitation de fluides de températures inférieures à 350 °C. L'association de l'activité tectonique et volcanique aux dorsales océaniques fait de l'Islande un lieu où l'extraction de fluides supercritiques (T> 375 °C) peut être envisagée. Cette exploitation pourrait multiplier par dix la puissance électrique délivrée par le système géothermal. Ces fluides peuvent-ils circuler dans la croûte océanique ? Ce travail propose de contraindre les observations géophysiques et de prédire le fonctionnement des réservoirs géo-hydrothermaux de très haute température par l'étude des propriétés physiques des basaltes. La première approche est focalisée sur l'étude de roches ayant accueilli une circulation hydrothermale par le passé. L'étude de ces roches au site ODP 1256, montre que leur porosité est associée à la présence de minéraux d'altération hydrothermale du facies amphibolite (T> 500 °C). La seconde approche a consisté à recréer, en laboratoire, les conditions des systèmes hydrothermaux, à très haute température, afin de prédire les propriétés mécaniques et électriques des basaltes dans ces conditions. Les résultats mécaniques indiquent que la transition fragile/ductile, souvent associée à une forte décroissance de perméabilité, intervient à une température d'environ 550 °C. La mise en place d'une cellule de mesure de la conductivité électrique de haute température a fourni les premiers résultats utiles à l'analyse des données géophysiques. Appliqués aux conditions de la croûte basaltique Islandaise, ces résultats indiquent que des fluides hydrothermaux pourraient circuler au moins transitoirement à l'état supercritique jusqu'à ~ 5 km de profondeur.
https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00591798

tel-00591798
https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00591798
https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00591798/document
https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00591798/file/THESE_MV_pro.pdf

Résumé : Ce travail est l'expression d'une volonté de chercheurs, de la Carabe d'améliorer les connaissances scientifiques méso- et micro-météorologiques appliquées aux milieux insulaires sous influence des alizés et de développer la recherche dans ces domaines.On sait que le phénomène météorologique le plus remarquable impactant les îles de la Caraïbe reste le cyclone tropical. Mais d'autres phénomènes, a des échelles inferieures, telles que les pluies intenses, les houles, la dégradation de la qualité de l'air ont une importance aigüe en termes de risques naturels ou de risques sur la sante. Ces exemples attestent la nécessité d'utiliser des méthodes de descente d'échelle pour exploiter l'information météorologique et/ou climatique de grande échelle et dériver des scenarios locaux et régionaux appliques aux territoires insulaires. Ce défi est important car l'attente d'analyses scientifiques pertinentes dans ces domaines est grande.Les travaux présentés dans ce mémoire ont pour principaux objectifs la simulation numérique puis l'analyse des mécanismes méso- et micro-échelles qui induisent des circulations locales diurnes et nocturnes sur l'archipel de la Guadeloupe à l'aide de codes numériques météorologiques éprouves car largement utilises en recherche et en prévision opérationnelle.Ils constituent donc la première étude de modélisation numérique à haute résolution en basse atmosphère, par descente d'échelle dynamique, pour des intervalles d'espace compris entre 1 km et 111 m sur cet archipel.Le modelé atmosphérique Weather Research and Forecasting ARW V3.4 (WRF ARW), non-hydrostatique, a été utilise pour l'ensemble des simulations pour modéliser la troposphère depuis l'échelle globale à l'échelle de la turbulence.Trois situations météorologiques classiques réelles d'une durée de 48 heures, correspondant à 80 % des situations météorologiques observées dans la zone, alizes soutenus (AS), alizes moyens (AM), alizes faibles (AF) ont été examinées. Ces situations sont caractérisées par les valeurs du nombre de Froude local suivantes : 0,82 (AS), 0,41 (AM) et 0,21 (AF). Six domaines de modélisation ont été sélectionnés pour effectuer les descentes d'échelle dynamiques : D01 (maille de 27 km), D02 (maille de 9 km), D03 (maille de 3 km), D04 (maille de 1 km), D05 (maille de 333 m) et D06 (maille de 111 m) avec soixante-dix niveaux verticaux. Les quatre premiers domaines (D01 à D04) couvrent l'archipel de la Guadeloupe et sont utilisés en mode méso-échelle à l'aide d'un schéma d'ensemble de couche limite planétaire YSU. Les domaines D05 (couvrant l'île de la Basse-Terre et le centre de l'archipel) et D06 (couvrant la zone littorale et rurale du Petit Cul-de-Sac Marin et la zone urbaine de l'agglomération pointoise) sont utilisés en mode Large Eddy Simulation avec une fermeture de la turbulence 1,5 TKE 3D. Le modèle WRF a été forcé toutes les six heures par l'assimilation des champs d'analyses globales du modèle NCEP FNL (1° de résolution). Les simulations effectuées ont permis d'obtenir des champs de variables météorologiques 10-minutes à très hautes résolutions spatiales.Les résultats des simulations méso- et micro-échelles ont été confrontés aux valeurs expérimentales obtenues à l'aide de capteurs places sur des mâts météorologiques (campagne Atmo-Mangrov et réseau de mesure Météo-France). Il s'agissait d'optimiser l'utilisation des couplages de codes numériques tout en conservant la possibilité de les confronter aux observations expérimentales.Les résultats des simulations numériques micro-échelles, des différents cas (AS, AM, AF) sont utilisées pour forcer (c'est-à-dire définir les conditions limites) un modèle lagrangien de dispersion de particules : FLEXPART. Le système couple FLEXPART-WRF a été employé dans le domaine D06 pour étudier la dispersion du panache d'oxydes d'azote émis par la principale usine de production d'électricité de l'île.
The present work expresses the will of Caribbean researchers to improve the meso- and micro-meteorological scientific knowledge of the trade winds influenced island areas, and to develop research in these domains.It is well known that tropical hurricanes remain the most remarkable meteorological phenomena that affect the Caribbean islands. But some other phenomena, of smaller scale, such as intense rainfall events, swells, or air quality degradation, are of extreme importance for natural or health hazards. These examples show the need to use downscaling methods to exploit large scale meteorological or climatic information, and to obtain local and regional scenarios for the island areas. This is an important challenge, as sound scientific studies in these matters are eagerly expected. The aim of the research works exposed in the present dissertation is numerical simulation and analysis of the meso- and microscale mechanisms that induce diurnal and nocturnal local circulations in the Guadeloupe archipelago, using numerical meteorological models that are widely used in research and in operational forecasting.These works represent the first high-resolution (1 km to 111 m) numerical study of the lower atmosphere over the Guadeloupe archipelago. The Weather Research and Forecasting ARW 3.4 (WRF-ARW) model is used to simulate the troposphere from global scale to turbulence scale. Real cases of three typical weather types (80% of cases during a year) are examined during 48 hours : strong trade winds (STW), medium trade winds (MTW) and weak trade winds (WTW). These weather types are characterized by values of the local Froude number : 0.82 (STW), 0.41 (MTW) and 0.21 (WTW). Six domains have been selected for the dynamical downscaling : D01 (grid spacing of 27 km), D02 (grid spacing of 9 km), D03 (grid spacing of 3 km), D04 (grid spacing of 1 km), D05 (grid spacing of 333 m) and D06 (grid spacing of 111 m), including 70 vertical levels. The first four domains (D01 to D04) cover the Guadeloupe archipelago and are used in the meso-scale simulations with the planetary boundary layer scheme YSU (ensemble mean). Domain D05 (covering the Basse-Terre island and the middle of the archipelago) and domain D06 (covering the coastal and rural area of Le Petit Cul-de-Sac Marin and the urban area of Pointe-à-Pitre), are employed in the micro-scale simulation (LES) with the 3D TKE 1.5 order closure scheme. WRF has been 6 hourly reinitialized with the NCEP FNL global analyses (resolution of 1°). These simulations permitted to obtain 10-minutes meteorological variable fields with a very high resolution (111 m).Meso-scale and micro-scale model results have been evaluated with observational data from meteorological stations (field campaign Atmo-Mangrov, French Met Office).Once validated, the micro-scale model outputs have been used for the assimilation of the lagrangian particle dispersion model : FLEXPART. The coupling FLEXPART-WRF has been employed in domain D06, in order to analyze the dispersion of the nitrogen oxide plume emitted by the main power plant of the archipelago.

http://www.theses.fr/2014AGUY0735/document

Éditeur(s) : Agrocampus-ouest
Résumé : Quantitative evaluations of management measure impact on resource and fleet viability are required to provide diagnostics and feed decision process. Fisheries are complex systems where numerous dynamics interact at various spatial and temporal scales. This complexity and the difficulty to observe marine systems are responsible for the high uncertainty surrounding fishery functioning that makes it hard to identify adequate management measures. The increasing consideration of uncertainties in diagnostics argues in favor of robust management measures rather than optimal management measures. Identifying robust management measures requires the development of models that account for complexity and uncertainty in the description and prediction of management impact as well as the identification of synthetic descriptors (indicators) of the state and dynamic of the system. The aim of this work is to propose generic methodologies for developing such tools. The methodological developments are applied to the pelagic fishery of the bay of Biscay. This fishery mainly focused on anchovy and was highly impacted by fishing ban on this species since 2005. Causes for anchovy drop in biomass either environmental or due to fishing are poorly understood, making management decision much harder in a critical environmental and economic context. The adequacy of traditional management using TAC is questioned and additional spatial management measures are proposed.
Des évaluations quantitatives de l’impact de mesures de gestion sur les ressources et la viabilité des flottilles sont nécessaires pour établir des diagnostics et pour fournir des éléments d’orientation pour la gestion des pêcheries. Les pêcheries sont des systèmes complexes mettant en œuvre de nombreuses dynamiques à des échelles de temps et d’espace très variables et interagissant très fortement entre elles. Cette complexité et la difficulté d’observer les systèmes marins, conduit à une grande incertitude sur leur fonctionnement qui rend difficile la détermination des mesures de gestion adaptées. La reconnaissance de ces incertitudes, plaide de plus en plus en faveur d’une gestion robuste plutôt qu’optimale. Déterminer la robustesse des mesures de gestion nécessite le développement de modèles de description et de prédiction capable d’intégrer la complexité et l’incertitude du système, ainsi que d’outils de description synthétiques (indicateurs) de l’état et de la dynamique de la pêcherie à partir d’observations. L’objectif de ce travail est de proposer des méthodes génériques pour le développement de tels outils. Ces développements méthodologiques sont appliqués à la pêcherie pélagique du golfe de Gascogne. Cette pêcherie ciblant principalement l’anchois a été fortement perturbée par la fermeture de la pêche à cette espèce en 2005. Le déterminisme environnemental et le rôle de la pêche dans le déclin de la population d’anchois sont mal compris ce qui rend difficile la prise de décision dans un contexte économique et écologique critique. La gestion traditionnelle par TAC pourrait s’avérer insuffisante pour permettre l’exploitation durable et des mesures spatialisées sont envisagées en complément.

Droits : 2010 The Author, UEB
http://archimer.ifremer.fr/doc/00025/13630/10712.pdf
http://archimer.ifremer.fr/doc/00025/13630/

Éditeur(s) : Université des Antilles et de la Guyane
Résumé : The need for an integrated approach to fisheries is now widely affirmed, including the FAO, in particular in the context of tropical artisanal fisheries. These small-scale fisheries, often multispecies are very important in terms of production, employment and food security. However these fisheries and the exploited resources are often characterized by a lack of data making difficult their management within an ecosystem approach, and by the ecological and economic system complexities including trophic and technological interactions. This thesis aims to contribute to the development of bioeconomic tools for small tropical fisheries in a sustainable management perspective based on the ecosystem approach. In this perspective, the French Guiana coastal fishery constitutes an interesting case study. The thesis proposes multi-criteria evaluations, complex bioeconomic models and viable management scenarios for this fishery. At first, multivariate statistical analysis suggests a satisfactory overall status of the fishery in terms of sustainability. However, some performance differences are noted within the fishery, particularly at border areas. Also, management improvements are proposed. Then, through bioeconomic modeling, projections of different fishing scenarios show that, in the long-term, the current exploitation level may not be consistent with the future increase of local demand and a loss of biodiversity may occur. A scenario called "co-viability" reconciling ecological, economic and social objectives, with a high probability of achievement is exhibited. Finally, the comparison of optimal behavior in cooperative and non-cooperative conditions, confirms that harvest levels are greater when actors do not cooperate. Furthermore, it is shown that the state of the ecosystem depends on the fishing strategies and the type of interaction between species. Beyond the diagnosis made for the case study, the method is promising in the context of small tropical fisheries, while the co-viability approach allows finding the exploitation conditions under which ecological and socio-economic sustainability are meet, what the conventional fisheries management generally do not allow.
La nécessité d’une approche intégrée des pêches est actuellement largement affirmée, notamment par la FAO, en particulier dans le contexte des pêcheries artisanales tropicales. Ces pêcheries à petites échelles, souvent multi-spécifiques sont très importantes en termes d’emploi et de production, y compris pour la sécurité alimentaire. Néanmoins ces pêcheries et la biodiversité exploitées sont souvent marquées, d’une part, par le manque de données rendant difficile leur gestion dans le cadre d’une approche écosystémique, d’autre part, par la complexité des systèmes écologiques et économiques sous-jacents incluant interactions trophiques et techniques. Cette thèse contribue à la mise au point d’outils bioéconomiques adaptés aux petites pêcheries tropicales dans la perspective d’une gestion durable des pêches fondée sur l’approche écosystémique. Dans cette perspective, la pêcherie côtière en Guyane Française constitue un cas d’étude particulièrement fécond. La thèse propose ainsi des évaluations multi-critères, des modèles bioéconomiques complexes et des scénarios de gestion viable pour cette pêcherie. Dans un premier temps l’analyse statistique multivariée suggère un statut global satisfaisant de la pêcherie en termes de durabilité. Cependant des différences de performance sont notées au sein de la pêcherie, notamment au niveau des zones frontalières. Aussi des améliorations dans le mode de gestion sont proposées. Ensuite, à travers la modélisation bioéconomique, les projections des différents scénarios de pêche montrent qu’à long terme le niveau d’exploitation actuel peut ne pas être en adéquation avec la future augmentation de la demande locale et qu’une perte de biodiversité peut avoir lieu. Un scenario dit de "co-viabilité" conciliant des objectifs à la fois écologique, économique et social, avec une probabilité de réalisation satisfaisante, est mis en exergue. Enfin, la comparaison des comportements optimaux en situation coopératif et non coopératif, montre dans quelle mesure la viabilité est favorisée quand les acteurs coopèrent. Au-delà du diagnostic apporté pour le cas d’étude, la méthode utilisée s’avère prometteuse dans le contexte des petites pêcheries tropicales, tandis que l’approche de co-viabilité permet de trouver les modalités d’exploitation dans le cadre de compromis entre durabilité écologique et socio-économique, ce que les principes de gestion halieutiques traditionnels ne permettent généralement pas.

Droits : 2013 Université des Antilles et de la Guyane
http://archimer.ifremer.fr/doc/00144/25492/23646.pdf
http://archimer.ifremer.fr/doc/00144/25492/

Éditeur(s) : NRC
Résumé : We studied relationships between tropical tunas (albacore (Thunnus alalunga), bigeye (Thunnus obesus), and yellowfin (Thunnus albacares)) and their biotic and abiotic environments through simultaneous acoustic observations of tunas and their prey, experimental longline catch, and oceanographic data in French Polynesia. Vertical habitat limits were estimated based on temperature and dissolved oxygen at capture data. We then studied tuna-micronekton relationships to better understand how tuna occupy the pelagic space, At a regional scale, tunas were more abundant in areas rich in prey with favourable hydrological conditions. Inside such areas, at the scale of a longline set, however, the longline catches were maximal only when prey were not distributed in dense patches (except for yellowfin tuna). We interpreted this result by considering that areas with high prey abundance attract tunas, but at a small scale, if prey are patchy distributed, tunas are more inclined to feed on them rather than on longline baits. The effect of patches on yellowfin tuna catch per unit effort (CPUE) does not appear likely because this species also feeds on the mixed layer, where patch density was very low. Not only hydrological characteristics, but also prey density and prey patch characteristics, should be taken into account for interpreting longline CPUE data.
Thunnus obesus, et thon à nageoires jaunes, Thunnus albacares) à leurs environnements biotique et abiotique. Pour ce faire, nous avons réalisé simultanément, en Polynésie Française, des observations acoustiques des thons et de leurs proies, des pêches à l'aide d'une palangre instrumentée et des mesures hydrologiques. Des limites d'habitat vertical des thons calculées sur la base de données de température et d'oxygène dissous sont proposées. Nous étudions ensuite les relations thons-micronecton afin de mieux comprendre la stratégie d'occupation de l'espace des thons. A une échelle régionale, les thons sont plus abondants dans des zones riches en proies avec des conditions hydrologiques favorables. Cependant, à l'intérieur de telles zones, les captures sont maximales lorsque les proies ne sont pas distribuées sous forme de patchs (sauf pour le thon à nageoires jaunes). Nous interprétons ces résultats en considérant que les zones de fortes abondances en proies attirent les thons mais, qu'à une échelle fine, si les proies sont distribuées sous la forme de patchs denses, les thons s'en nourrissent préférentiellement, au détriment des appâts de la palangre. Ces patchs ne semblent pas influencer les prises par unité d'effort (PUE) des thons à nageoires jaunes, probablement parce que cette espèce se nourrit également dans la couche homogène où la densité en patchs est très faible. Les caractéristiques hydrologiques, mais également la densité en proies et leur type de distribution, devraient donc être pris en compte pour l'interprétation des données de PUE.
Canadian journal of fisheries and aquatic sciences (0706-652X) (NRC), 2002-06 , Vol. 59 , N. 6 , P. 1002-1013

Droits : 2002 NRC Canada
http://archimer.ifremer.fr/doc/2002/publication-733.pdf
DOI:10.1139/F02-073
http://archimer.ifremer.fr/doc/00000/733/

Résumé : Les ressources récifales et côtières du plateau insulaire de la Martinique subissent une pression anthropique croissante et ne sont plus en mesure d'assurer un revenu suffisant aux pêcheurs professionnels. La présente étude a pour objectif d'accompagner le redéploiement de l'activité de la flottille martiniquaise de proximité vers l'exploitation des ressources en grands poissons pélagiques à l'aide de dispositifs de concentration de poissons (DCP), sans imposer un changement d'échelle des unités d'exploitation. Les travaux sont développés selon deux axes complémentaires (i) l'amélioration technologique des DCP, (ii) une meilleure connaissance de la biologie des grands poissons pélagiques exploitables dans la zone d'activité de la flottille. La modélisation du comportement des DCP sous l'action des courants, complétée par un suivi technologique en mer, permet de faire progresser la conception des dispositifs ancrés et d'accroître leur durée de vie. Les pêches expérimentales ont révélé la présence de ressources accessibles pour les petites unités de pêche, durant de longues périodes au cours de l'année: l'espadon (Xiphias gladius), le thon noir adulte (Thunnus atlanticus), l'albacore (Thunnus albacares). Elles ont permis de mieux définir les moyens de capture à mettre en œuvre pour leur exploitation. En complément des résultats obtenus sur la technologie des DCP et sur la biologie des espèces agrégées, cette étude permet d'identifier des priorités de recherche dans les différents domaines abordés. Ces priorités ont été discutées au niveau international dans le cadre du colloque "Pêche thonière et DCP" organisé en Martinique à l'issue du programme. Parmi ces priorités, l'étude du comportement agrégatif des principales espèces d'intérêt halieutique permettrait une meilleure évaluation de l'impact biologique des DCP (piège écologique). Une attention particulière a été portée, tout au long du programme, au transfert des résultats vers la profession afin d'assurer l'appropriation rapide de la technique par la flottille concernée et de faciliter la mise en œuvre d'une exploitation durable des ressources partagées avec les états voisins de la Caraïbe.

Droits : info:eu-repo/semantics/openAccess
http://archimer.ifremer.fr/doc/00128/23907/21851.pdf
http://archimer.ifremer.fr/doc/00128/23907/

Éditeur(s) : Université de la Réunion
Résumé : The green turtle (Chelonia mydas) is an emblematic species of marine life. However, nowadays it is subject to many threats (poaching, by-catch). Even if there is deep growing measures for its protection, the green turtle still is an endangered species and it is listed in Appendix I of Washington Convention (CITES). In order to elaborate efficient conservation and management plans, perfect knowledge of green turtle biology, but also of its population structure and their characteristics, are needed. In this thesis, we have assessed genetic structure of green turtle populations in the South-Western Indian Ocean by using genetic tools. In all, 1551 tissue samples have been collected from our study zone and from our control site French Polynesia (37 samples). All kinds if individuals were sampled (except males in reproductive phase) from 15 sampling sites including nesting, foraging, and immature development site. We used both control region of mitochondrial DNA and 6 microsatellite loci to better infer maternal and paternal lineages. We identified 29 haplotypes in the South-Western Indian Ocean. They are distributed in 3 independent and highly divergent clades, including one composed with haplotypes from Atlantic Ocean. For 7 of these haplotypes, it was the first time they were detected in the study zone. Fifteen haplotypes were previously undescribed, distributed in all the 3 clades. These new haplotypes seem to be specific to the South-Western Indian Ocean, which is then an original zone. Besides, we found a high allelic richness. These results show the South-western Indian Ocean is rich and very diversified. This region plays an important role in the global diversity of the species. The South-Western Indian Ocean is one of the two contact zones presently known between the two metapopulations of green turtles (Atlantic-Mediterranean and Indo-Pacific). This contact induces a genetic cline based on CM8 (Atlantic) and C3 (Indo-Pacific) haplotype frequencies. Analysis of the microsatellite differentiation between individuals provides evidence of genetic exchanges between the two metapopulations in the region. The South-Western Indian Ocean participates to green turtle global genetic mixing. Studying the influence of several intrinsic and extrinsic factors on population structuring provides useful information for management plan elaboration. We found no significant difference between genetic structures of foraging females and males, contrary to immature turtles which seem to be organised in 'regional pools'. This organisation could be due to both immature natal homing and influence of oceanic currents. High mitochondrial differentiation of nesting females and low global microsatellite differentiation of our samples indicate male-mediated gene flow among populations of the study zone. The genetic composition of a sampling site presents no significant variation along the year, even if we could notice some trends. Nevertheless, it can be significantly different from a year to an other one. This may result from alternation of distinct populations on the same site. We noticed different evolution in 10 or 20 years of the genetic composition depending on the sampling site. Geographic distance seems not to have significant influence on population structuring concerning microsatellite markers. Nesting females of Saziley Beach (Mayotte Island, Comoros Archipelago) present genetic divergence from females nesting in the two other sampled beaches of this island. The observed population structure shows no contradiction with the organisation of oceanic currents in the South-Western Indian Ocean. Comparing the results from the two genetic markers used, we identified 8 genetic differentiated clusters of turtles in the study zone and at least 6 distinct populations. These clusters constitute 8 potential management units (MUs) which could serve as basis in the elaboration of conservation and management plans.
La tortue verte (Chelonia mydas) constitue l'un des espèces emblématiques de la vie marine, pourtant de nombreuses menaces pèsent de nos jours encore sur sa survie (braconnage, captures accidentelles). Ainsi, malgré l'essor de mesures de protection menées à travers pour sa sauvegarde, la tortue verte constitue une espèce 'en danger d'extinction' et figure dans l'Annexe I de la Convention de Washington (CITES). Afin d'élaborer des plans de gestion et de conservation qui soient efficaces, il est important d'avoir une parfaite connaissance de la biologie de la tortue verte, mais aussi de la structure de ses populations et de leurs caractéristiques. C'est dans ce cadre que s'inscrit la présente étude. L'objectif de cette étude était d'acquérir des connaissances sur la structure des populations de tortues vertes dans le sud-ouest de l'océan Indien grâce à l'utilisation de l'outil génétique. Au total, 1551 échantillons de tissu ont été collectés dans la zone d'étude et dans notre site témoin la Polynésie française (37 échantillons). Toutes les catégories d'individus ont été échantillonnées (excepté les mâles en phase de reproduction) et les 15 sites d'échantillonnage comprennent à la fois des sites de ponte, d'alimentation et de développement pour les immatures. Deux types de marqueurs ont été utilisés : la région contrôle de l'ADN mitochondrial et 6 loci microsatellites, afin d'appréhender au mieux l'apport des lignées maternelles et paternelles. Nous avons pu mettre en évidence la présence dans le sud-ouest de l'océan Indien de 29 haplotypes distincts, appartenant à trois clades fortement divergents dont l'un constitué d'haplotypes originaires de l'océan Atlantique. Parmi ces haplotypes, 7 ont été détectés pour la première fois dans la zone d'étude, et 15 autres n'ont jamais été précédemment décrits chez cette espèce. Ils sont présents dans chacun des 3 clades d'haplotypes. Ces nouveaux haplotypes semblent spécifiques à la région, et en font une zone originale. On observe par ailleurs une grande richesse allélique dans les effectifs analysés. Ces résultats montrent que le sud-ouest de l'océan Indien est une zone riche et très diversifiée. Cette région joue un rôle important dans la diversité génétique globale de l'espèce. Le sud-ouest de l'océan Indien constitue l'une des deux seules zones connues à l'heure actuelle de contact entre les deux métapopulations de tortues vertes (Atlantique-Méditerranée et Indo-Pacifique). Ce contact a entraîné la formation d'un cline génétique portant principalement sur les fréquences relatives des haplotypes CM8 (Atlantique) et C3 (Indo-Pacifique). Les résultats obtenus lors de l'analyse microsatellite de la différenciation entre les individus originaires des deux métapopulations montrent que le sud-ouest de l'océan Indien constitue une zone d'échanges génétiques entre les deux métapopulations, participant au brasage génétique de l'espèce. L'étude de facteurs, intrinsèques et extrinsèques, pouvant influencer la structuration des populations apportent de nombreuses informations qui pourraient s'avérer utiles lors de l'élaboration de plans de gestion. La structure des femelles et des mâles en alimentation ne diffère pas, contrairement à celle des immatures qui semble s'organiser en 'pools régionaux' qui seraient le fruit de l'interaction d'un comportement de philopatrie et d'une influence des courants océaniques. La forte différenciation mitochondriale des femelles en ponte et la très faible différenciation microsatellite observée à l'échelle de la région, indiquent l'existence de flux de gènes via les mâles. La composition génétique d'un site ne varie pas de manière significative au cours de l'année. Par contre, elle peut varier d'une année à l'autre, signifiant l'alternance dans certains sites de ponte de plusieurs populations distinctes. L'évolution de la composition génétique d'un groupe, au cours de 10 ou 20 ans, diffère selon le site considéré. La distance ne semble pas influencer de manière significative la structuration des populations au niveau microsatellite. Les femelles en ponte sur la plage de Saziley (Mayotte) diffèrent génétiquement de celles pondant sur les deux autres plages de l'île. La structure observée des populations est en accord avec l'organisation des courants océanique dans la région. La confrontation des résultats obtenus à partir des deux marqueurs génétiques utilisés, permet la détermination de 8 ensembles génétiquement différenciés dans la zone d'étude et l'identification d'au moins 6 populations distinctes. Ces ensembles constituent autant d'unités de gestion (MUs) potentielles qui pourront servir de base à l'élaboration de plans de gestion et de conservation.

Droits : info:eu-repo/semantics/openAccess
http://archimer.ifremer.fr/doc/2007/these-3532.pdf
http://archimer.ifremer.fr/doc/00000/3532/

Éditeur(s) : HAL CCSD
Résumé : The presence of obstacles met in natural environment by the flow, influences the dispersion of air pollutants which it carries. This thesis, based on spatiotemporal micro-meteorological measurements in tropical region, aims at studying the dispersion of compounds emitted by the ecosystem mangrove according to the weather conditions. At a daily scale, the meteorological analysis reveals, besides the presence of Trade Winds, the existence of thermal flows of which nocturnal thermodynamic parameters have been defined. The field observation has shown that the weak intensity of the wind disadvantages the dispersion of compounds emitted during the night. At a finer scale, the existence of a spectral gap separating large scale phenomena of those related to turbulence has been demonstrated. These last ones were treated by spectral and statistical approaches to quantify the turbulent fluxes of momentum and sensible heat during the night, for an averaged duration of 13 minutes. The stratification of the surface layer has been considered and determined by Monin-Obukhov similarity theory. The measurements acquired at night and the application of Kolmogorov theory allowed us to deduct the dissipation rate of energy and the size of the vortices at 5.5 meters in height. This work has also led us, by gas chromatography coupled to mass spectrometry, to identify, in mangrove, sulphurated volatil organic compounds, organohalogen, BTEX, ... All these results will later serve to feed dispersion models related to the studied ecosystem.
La présence d'obstacles rencontrés en milieu naturel par l'écoulement, influence la dispersion des polluants qu'il transporte. Cette thèse, fondée sur des mesures micro-météorologiques spatio-temporelles en région tropicale, vise à étudier la dispersion de composés émis par l'écosystème mangrove en fonction des conditions météorologiques. A l'échelle journalière, l'analyse météorologique révèle, outre la présence des Alizés, l'existence d'écoulements thermiques dont des paramètres thermodynamiques nocturnes ont été définis. L'observation terrain nous a montré que la faible intensité du vent défavorise la dispersion des composés émis durant la nuit. A une échelle plus fine, l'existence d'un trou spectral séparant les phénomènes de grande échelle de ceux liés à la turbulence a été mise en évidence. Ces derniers ont été traités par des approches spectrale et statistique pour quantifier les flux turbulents de quantité de mouvement et de chaleur sensible, pendant la nuit, pour une durée de moyenne de l'ordre de 13 minutes. L'état de stratification de la couche de surface a été pris en compte et déterminé par la théorie de similitude de Monin-Obukhov. Les mesures nocturnes effectuées et l'application de la théorie de Kolmogorov ont permis de déduire les taux de dissipation de l'énergie et la taille des tourbillons à 5,5 m d'altitude. Ce travail a également conduit, par l'analyse chromatographique en phase gazeuse couplée à la spectrométrie de masse, à l'identification, en mangrove, de composés organiques volatils soufrés, des organohalogénés, des BTEX, ... L'ensemble de ces résultats servira ultérieurement à alimenter les modèles de dispersion spécifiques liés aux écosystèmes étudiés.
https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00665882

Droits : info:eu-repo/semantics/OpenAccess
NNT : 11AGUY0438
tel-00665882
https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00665882
https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00665882/document
https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00665882/file/ThA_seCdAlexis.pdf