Éditeur(s) : Université Bretagne Ouest
Résumé : This work deals with the fishing effects on the diversity dynamics of demersal fish communities, focusing on the biotic interactions. Multispecies indices are used in order to characterize the demersal fish community dynamics of the Bay of Biscay and of the Gulf of Lions. These are the diversity indices, the temporal variability of the total biomass and of the slope of the number size spectra and the slope of the species-area curves (spatial segregation). The yearly bottom trawl surveys EVHOE, CHALIST and MEDITS, carried out in these two areas since 1983 by IFREMER for the stocks assessment provide the data. The differences between areas are related to a fishing index (mean value of the annual landings of demersal fish per surface area). Other areas are included in the analysis when the index values are available from the published literature (North Sea, Scotian Shelf, Kenya, French Guyana). It is argued from the diversity indices analysis that the Gulf of Lions community is more diverse and less disturbed than the Bay of Biscay one. This result is not consistent with a fishing effect but with biogeography. The total biomass variability and the slope variability of size spectra are higher in the most harvested areas than in the least ones. On the contrary, the species-area slope is the lowest in the most harvested areas. Theoretically, biotic interactions decrease the total biomass variability and the spectra slope variability because of compensations and increase the species area slope because of competitive exclusion. It is concluded that harvesting alters biotic interactions and favour local coexistence by decreasing competitive exclusion. The species diversity maintenance depends on competitive exclusion. Hence, biodiversity is threatened not only by a direct fishing effect but also by a dynamics alteration.
Ce mémoire aborde le problème de l'impact de l'exploitation par la pêche sur la dynamique de diversité des peuplements de poissons démersaux. Les effets de la pêche sur le rôle des interactions biotiques entre espèces dans la dynamique des peuplements sont plus particulièrement analysés à l'aide de descripteurs multispécifiques. Les descripteurs utilisés sont les indices de diversité, la variabilité temporelle de la biomasse totale et de la pente multispécifique du spectre de poids et la pente des droites d'accumulation d'espèces mesurant la ségrégation spatiale. Les valeurs de ces indices sont calculées à partir des données de campagnes annuelles de chalutage de fond EVHOE, CHALIST et MEDITS, menées par l'IFREMER depuis 1983 pour l'évaluation des ressources halieutiques dans le golfe de Gascogne et dans le golfe du Lion. Les différences de caractéristiques de dynamique entre les deux peuplements révélées par ces descripteurs sont mises en relation avec un indice d'exploitation (valeur moyenne des débarquements annuels, divisée par la surface du plateau de la région concernée). D'autres régions ont été intégrées dans cette analyse lorsque les valeurs des indicateurs étaient disponibles dans la littérature (Mer du Nord, plateau de Nouvelle-Ecosse, Kenya et Guyane Française). Les indices de diversité utilisés permettent de mettre en évidence que le peuplement du golfe du Lion est plus diversifié et moins soumis à perturbations que celui du golfe de Gascogne. Ces caractéristiques semblent dues à l'histoire biogéographique de ces deux régions et non à un effet de la pêche. La variabilité de la biomasse totale et celle de la pente du spectre multispécifique augmentent depuis les régions les moins exploitées vers les plus exploitées. A l'inverse, la ségrégation spatiale diminue. En théorie, les interactions entre espèces diminuent la variabilité temporelle de la biomasse totale et de la pente du spectre multispécifique, à cause de compensations entre espèces, et augmentent la ségrégation spatiale par exclusion compétitive. L'interprétation donnée des résultats obtenus est ainsi une altération des interactions entre les espèces par l'exploitation. En prélevant de la biomasse, l'exploitation augmente la disponibilité des ressources pour les individus non pêchés. En conséquence, l'exclusion compétitive diminue et la coexistence locale des individus est facilitée. A long terme, la diversité est donc menacée, non seulement par raréfaction des espèces prélevées par l'exploitation mais aussi parce que les interactions sont altérées et que le maintien de la diversité en dépend pour partie.

Droits : info:eu-repo/semantics/openAccess
http://archimer.ifremer.fr/doc/2000/these-6670.pdf
http://archimer.ifremer.fr/doc/00000/6670/

Éditeur(s) : HAL CCSD
Résumé : French Guiana is a region located on the Guiana Shield in South America. Is presents at the same time a high originality in biodiversity, a good state of conservation and a strong correlation to Amazonian carbon stocks. Knowledge on evolution of the forest structure of French Guiana is however still insufficient to bring an optimal management at territory scale. Availability as never seen before of remote sensing data at high spatial resolution such as LiDAR, on large coverage, offers the opportunity to assess the forest resource in French Guiana. The work done during this thesis aim mostly to study the structure and the variations of the canopy height, the factors determining its variability and the consequences of forest logging activities. The data used during this thesis come from an airborne LiDAR and field data from Office National des Forêts (ONF). This thesis manuscript is divided in three parts. The first part introduces the problem and sets the objectives of the thesis. The second part takes the so-called "article" form, that is, the different chapters that compose it are scientific articles published or in the course of publication, it is composed of three studies (I) A study on the gaps detection and environmental determinants on the gap sizes distribution in natural forest: How to characterize the gap size distribution and are there environmental determinants that influence the statistical distribution of gap size? This article has been submitted in Biogeoscience. (ii) A study of the control of the environment on the canopy height structure and variations at different spatial resolutions. Which spatial scales are relevant for analyzing the environmental determinants of canopy height changes in tropical forests from remote sensing data? How can the environment help or not map the height of the canopy in the rainforest? This article was accepted for publication in Remote Sensing. (iii) a third study where we quantified the effects of Reduced Impact Logging (RIL) on the structure and variation of canopy height. What are the effects of logging on canopy height variations and gap size distribution? This article will be submitted for publication in a Forest Ecology and Management journal. In the last part, after a synthesis of the main results, we propose a conclusion.
La Guyane française est une région située sur le Plateau des Guyanes en Amérique du sud. Elle présente à la fois une grande originalité en termes de biodiversité, un bon état de conservation et une forte contribution au stock de carbone Amazonien. Les connaissances sur l’évolution de la structure forestière de la Guyane française restent cependant insuffisantes pour offrir une gestion optimale à l’échelle du territoire. La disponibilité sans précédent de données de télédétection à très haute résolution spatiale telles que le LiDAR , sur de larges couvertures nous offre l'opportunité d’évaluer la ressource forestière de la Guyane Française. Les travaux réalisés dans le cadre de cette thèse visent prioritairement à étudier la structure et les variations de la hauteur de canopée, les facteurs déterminant sa variabilité ainsi que les conséquences des activités d’exploitation forestière. Les données utilisées au cours de la thèse proviennent d’un LiDAR aéroporté et des données de terrains de l'Office National des Forêts (ONF). Ce manuscrit de thèse est divisé en trois grandes parties. La première partie introduit la problématique et fixe les objectifs de la thèse. La seconde partie prend la forme dite « sur article », c'est-à-dire que les différents chapitres qui la compose sont des articles scientifiques publiés ou en cours de publication, elle est composée de trois études. (i) Une étude concernant la détection des trouées et des déterminants environnementaux sur la distribution de tailles des trouées en forêt non exploitée : Comment caractériser la distribution de taille des trouées et est-ce qu’il y a des déterminants environnementaux qui influencent la distribution statistique de taille de trouées? Cet article à été soumis dans Biogeoscience. (ii) Une étude du contrôle de l'environnement sur la structure et les variations de la hauteur de canopée à différentes résolutions spatiales. Quelles échelles spatiales sont pertinentes pour analyser les déterminants environnementaux des variations de hauteur de la canopée en forêt tropicale à partir des données de télédétection ? Comment l’environnement peut aider, ou pas, à cartographier la hauteur de la canopée en forêt tropicale ? Cet article à été accepté pour publication dans Remote Sensing. (iii) Une troisième étude où nous avons quantifié les effets de l’exploitation à faible impact (EFI) sur la structure et la variation de la hauteur de canopée. Quelles sont les effets de l’exploitation forestière sur les variations de hauteur de canopée et sur la distribution de taille des trouées ? Cet article sera soumis pour publication dans une revue scientifique (Forest Ecology and Management). Dans la dernière partie, après une synthèse des principaux résultats, nous proposons des pistes de développement.
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NNT : 2016YANE0006
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Éditeur(s) : HAL CCSD
Résumé : Diffusion du document : INRA Documentation de Centre, Domaine de Duclos, 97170 Petitt-Bourg (Guadeloupe, France) Diplôme : DEA
il s'agit d'un type de produit dont les métadonnées ne correspondent pas aux métadonnées attendues dans les autres types de produit : DISSERTATION
Basralocus (Dicorynia guianensis Amshoff, Caesalpiniaceae), first timber exploited species in French Guyana, shows a spatial aggregative distribution. In order to characterize Basralocus clump organisation, many approaches were used : the study of different forest variables (total height, diameter at breast height, .... j, a spatial analysis studied by population splitting in 3 classes according to their diameters at breast height and an architectural analysis. To evaluate the pertinence of different approach, 2 clump structures, located on control and logged plots,are compared. The trees of the logged clump have a smaller height and diameter. a slender habit, a taller crown and a better growth than the control. These 2 clumps stand out by a different number of mature trees and different types of spatial distribution of juvenile trees around them are possible. The opening of the environment by forestry provokes a Jump rejuvenation by the presence of numerous unbranched young trees. The architectural analysis helps to detect a large expression variability in growth strategies which can be reflected by different architectural vigours. The combination between forest variables, spatial and architectural analysis results could suggest a dynamic evolution of these 2 clumps.
L'Angélique (Dicorynia guianensis Amshoff, Caesalpiniaceae), première espèce exploitée Pour le bois d'oeuvre en Guyane française, a une répartition spatiale de type agrégatif. Afin de caractériser la structure d’un agrégat d'Angélique, plusieurs approches sont utilisées: une étude des différents paramètres dendrométriques (hauteur totale, diamètre à 1.30 m....j. une analyse spatiale réalisée en découpant la population des individus en 3 classes de diamètre bien distinctes et une analyse architecturale. Afin de valider la pertinence de ces approches, 2 agrégats, l'un en parcelle témoin et l'autre en parcelle exploitée pour le bois d'oeuvre, sont comparés. Ainsi, les arbres de l'agrégat exploité ont une hauteur et un diamètre plus petit, un port plus élancé, un houppier plus grand et une meilleure croissance. Ces 2 agrégats se distinguent par un nombre variable de semenciers et différents types de répartition spatiale des juvéniles autour de ceux-ci sont possibles. L'ouverture du milieu par l'exploitation forestière provoque un rajeunissement de l'agrégat souligné par la présence de nombreux individus jeunes non ramifiés. L'analyse architecturale permet de déceler une grande variabilité d'expression dans le développement qui se traduit par différentes vigueurs architecturales. En combinant les résultats des analyses dendrométrique, spatiale et architecturale, une évolution dynamique de la structure de ces 2 agrégats est proposée.
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hal-01189192
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PRODINRA : 13161

Éditeur(s) : HAL CCSD
Résumé :   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
Notre étude porte sur la caractérisation à l'échelle de l'hectare de la variabilité spatiale (1) du fonctionnement microbien du sol et (2) de sa stabilité (i.e. de sa réponse à un stress). Elle a été menée sur une forêt tropicale humide (forêt primaire) proche de Kourou en Guyane (site de Paracou). Les indicateurs fonctionnels utilisés sont les potentiels d'activités respiratoires (RP) et dénitrifiantes (OP). La variabilité spatiale du fonctionnement microbien du sol a fait l'objet d'un nombre important d'études mais très peu d'entre elles ont concerné ce type d'écosystème. Un autre aspect novateur réside dans la recherche de la variabilité spatiale de la stabilité du fonctionnement. A notre connaissance, il s'agit de la première étude de ce type en milieu tropical comme en milieu tempéré. Les principales conclusions sont les suivantes : (1) à l'échelle 10m (grille principale) les coefficients de variation (CV) des potentiels de fonction sont similaires pour les 2 processus et élevés (RP : 53% ; OP : 54%) au regard des valeurs de la littérature sur des milieux tempérés, mais RP et OP présentent des variabilités spatiales différentes à des échelles inférieures ; (2) l'utilisation d'un indice de densité locale (ID) des arbres n'a pas permis de mettre en évidence une corrélation entre les répartitions spatiales de la végétation et du fonctionnement microbien du sol. De même, aucun déterminisme clair de l'intensitè des potentiels microbiens n'a pu être dégagé par la prise en compte de la variabilité des caractéristiques physico-chimiques du sol; (3) un stress thermique génère à très court terme (résistance) un accroissement de la spatialisation du potentiel de respiration. A plus long terme, la variabilité inter-échantillons s'atténue pour retrouver ses valeurs initiales et, (4) l'activité originelle (avant stress) n'est pas corrélée avec la résistance et est négativement corrélée aux valeurs observées 15 et 30 jours après le stress. Outre son intérêt intrinsèque, cette étude vise à se doter de données de « cadrage » sur la forêt primaire (non perturbée) qui nous permettront d'accéder à de meilleures évaluations et compréhensions des mécanismes impliqués dans la réponse des écosystèmes tropicaux à l'anthropisation lors de projets en cours. Un exemple de ce type d'application est brièvement décrit.
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hal-01189259
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PRODINRA : 20250

Éditeur(s) : Université du Littoral Côte d'Opale (Dunkerque)
Résumé : In the Bay of Biscay and Celtic Sea waters, hake is considered as genetically homogeneous and form a unique stock with identical meristic characteristics. The vertebral mean vary from 50,68 (vertebrae) during the first year of life to 51,11 (vertebrae) for adults. 0-group Merluccius display a rapid growth with significant interannual variability (0.71 mm.day-1 in 2001 versus 0.74 mm.day-1 in 2002). The spawning period occurs in April and the average length on the firth January following the hatching is of 17.3 cm (first seasonal check / increment on the sagittal otolith is located about 0.143 cm from the nucleus). At the end of the first year of life the average length is about 24 cm. The longevity of the species is important and growth parameters (L = 138,24 cm ; K = 0,132) explain natural mortality coefficient of M = 0.21. No difference for growth between male and female has been observed for this stock. The ratio total weight / eviscerated weight is equal to Fc = 1,086. Both male and female have same spatial and bathymetric distribution. Juveniles are found in deep waters (< 17 cm length) and move to coastal waters where they display an average length of (33 cm length). Longer individuals are found in nursery areas where they feed and grow then move to deeper areas to spawn. Nursery areas are numerous and located in the Celtic Sea and in the bay of Biscay. In the bay of Biscay, disturbances resulted from hydrondynamics affect the settlement on the nursery grounds particularly in the southern part of the bay. Diet composition varies with age. Juveniles feed mainly on crustaceans (Euphausia kroni). At the length of 23 cm, individuals feed strictly on fishes. Sizes of preys are proportional with sizes of predators and preys are composed mainly of species that feed and reproduce close to the bottom. Cannibalism has been observed for this specie, and increases with age notably in the northern part of the bay of Biscay and in the Celtic Sea. Main preys are 0-group juveniles. This specie is assumed to be a passive predator catching its preys when they come to feed in the bottom. Although they are punctual, these results have been obtained after studies on the evolution of sizes during the first year of life (daily increments measurements) and on the spawning period parameters (back-calculating). Average length on the firth January following hatching and the position of the first seasonal check on the otolith are based on observations of the sizes on the firth January following hatching (obtained with growth rates and spawning period parameters). The results are similar to those described in previous studies, nevertheless they have to be confirmed with growth and diet composition analyses. A long term study appear essential to determine biological and ecological parameters of this species for sustainable management of the stock.
Les alertes quant à la surexploitation du stock de merlu européen sont nombreuses et récurrentes. Seulement l'estimation du niveau réel de l'état du stock a toujours posé des problèmes du fait de certaines lacunes dans la connaissance de la biologie et de l'écologie de cette espèce. Dans les eaux du golfe de Gascogne et de la mer Celtique, le merlu européen fait partie de la même population génétique et possède les mêmes caractéristiques meristiques. Sa moyenne vertébrale est de 50,68 durant sa première année de vie et évolue pour se stabiliser à 51,11 chez l'adulte. La croissance du merlu durant sa première année de vie et très rapide mais présente une variabilité interannuelle significative (0,71 mm .J-1 en 2001 et 0,74 mm .J-1 en 2002). Sa période de ponte maximale se déroule au mois d'avril et sa longueur au premier janvier suivant sa naissance est de 17,3 cm (la première marque hivernale est positionnée à 0,143 cm du nucléus de la sagittae). Au terme de sa première année de vie le merlu atteint une longueur de 24 cm. Sa longévité est assez longue (23 ans environ) et ses paramètres de croissance (L = 138,24 cm ; K = 0,132) permettent d'estimer son coefficient de mortalité naturelle à M = 0,21. Il n'a pas été établi de croissance différentielle entre sexe chez le merlu dans ces eaux. Le rapport poids total / poids éviscéré a été estimé à Fc = 1,086. Mâles ou femelles, les merlus ont une même répartition spatiale et bathymétrique. En général, ils sont très profonds à leurs stades juvéniles (< 17 cm) et ils se dirigent vers les eaux côtières pour les atteindre à 33 cm de longueur environ. Au-delà de cette taille, les merlus se concentrent au niveau des zones de nourricerie pour s'y alimenter avant de rejoindre les eaux plus profondes pour y pondre. Les zones de nourricerie du merlu sont très nombreuses et sont localisées en mer Celtique et dans le golfe de Gascogne aussi bien dans sa partie sud que dans sa partie nord. Les perturbations importantes dans l'hydrodynamisme du golfe de Gascogne (upwelling) semble influencer les niveaux de colonisation des zones de nourricerie notamment celles situées dans la partie sud du golfe. Le régime alimentaire du merlu évolue avec l'âge. Juvénile, il se nourrit principalement de crustacés (Euphausia krohni) et devient ichtyophage exclusif dès 23 cm de longueur. Le cannibalisme est une réalité chez le merlu et les merlus-proies sont les juvéniles du groupe d'âge G-0. Il s'intensifie avec l'âge notamment dans la partie nord du golfe de Gascogne et en mer Celtique ; Il est très faible dans le sud du golfe de Gascogne. La taille des proies évolue avec la taille du merlu et les poissons proies sont en général des espèces qui vont se nourrir ou se reproduire sur le fond. Ce comportement alimentaire fait que le merlu est un prédateur peu actif et qui attaque ses proies lorsqu'elles viennent sur le fond. Ces résultats, bien qu'ils ne soient que ponctuels, ont été obtenus après avoir déterminé le schéma d'évolution de la longueur du merlu durant sa première année de vie (dénombrement des accroissement journaliers) et des paramètres de sa période de ponte (rétro-calcul).La taille au premier hiver et la position de la première marque hivernale ont été déterminées en relativisant nos observations à l'estimation de la longueur du merlu au premier janvier suivant sa naissance : celle-ci étant obtenue en utilisant le taux de croissance et les paramètres de la période de ponte. Bien que l'ensemble des résultats obtenus, en ce qui concerne la répartition spatiale et les données sur la période de ponte, soient généralement conformes à ceux décrits dans la littérature, il est nécessaire de confirmer ceux concernant la croissance et le régime alimentaire. Pour cela, une étude à plus long terme semble indispensable pour parvenir à bien maîtriser l'ensemble des paramètres de biologie et d'écologie du merlu permettant ainsi une meilleure gestion de son stock.

Droits : info:eu-repo/semantics/openAccess
http://archimer.ifremer.fr/doc/2004/these-1247.pdf
http://archimer.ifremer.fr/doc/00000/1247/

Éditeur(s) : Elsevier
Résumé : The present work is based on a set of bottom trawl surveys performed in the Gulf of Lions between 1983 and 1992. A new method which couples the STATIS multitable approach with the logic of correspondence analysis (CoA) is proposed to study the stability of spatial organization of demersal assemblages in terms of species composition. This CoA version of STATIS has provided a clear representation of the stable part of the spatial structure of the assemblages. In addition, it gave an insight into the interannual variations of the distribution of each population around the reference structure. Our results showed that the demersal assemblages of the Gulf of Lions exhibited strong spatial structuring, mainly orientated along a bathymetric gradient. This gradient is structured around three major regions: the coast, the continental shelf and the continental slope. Despite sampling variations that occurred during the course of the study, the analysis showed a high degree of reproducibility for this spatial pattern. With the exception of Mullus surmuletus, the species considered in this investigation exhibit limited variations in their spatial distribution. Finally, in the absence of log-books covering the activities of commercial fishing vessels, these findings constitute a base of reference for the analysis of the dynamics of fishing fleets exploiting the demersal resources of the Gulf of Lions.
Ce travail porte sur une série de campagnes de chalutage de fond réalisé dans le golfe du Lion entre 1983 et 1992. Une nouvelle méthode fondée sur le couplage de la technique multitableaux STATIS et de l'analyse factorielle des correspondances (AFC) est proposée afin d'étudier l'organisation spatio-temporelle des assemblages démersaux, poissons et quelques céphalopodes, en terme de composition spécifique. Cette version AFC de STATIS a fourni une représentation claire de la part stable de l'organisation spatiale des assemblages. De plus, elle nous a permis d'appréhender les variations interannuelles de la distribution de chaque population autour de la structure de référence. Nos résultats montrent que les assemblages démersaux du golfe du Lion présentent une forte structuration spatiale, principalement orientée selon un gradient bathymétrique. Ce dernier est structuré en trois grandes régions: la côte, le plateau continental et le talus continental. En dépit des variations d'échantillonnage survenues au cours de la période d'étude, l'analyse a mis en évidence une forte reproductibilité de ce schéma d'organisation. A l'exception de Mullus surmuletus, les espèces considérées dans ce travail présentent des variations limitées de leur distribution spatiale. Enfin, en l'absence de livres de bord sur l'activité des navires professionnels, ces résultats constituent une base de référence pour l'analyse de la dynamique des flottilles exploitant les ressources démersales dans le golfe du Lion.
Aquatic Living Resources (Elsevier), 1998-03 , Vol. 11 , N. 2 , P. 75-85

Droits : 1998 Published by Elsevier SAS
http://archimer.ifremer.fr/doc/1998/publication-875.pdf
DOI:10.1016/S0990-7440(98)80063-6
http://archimer.ifremer.fr/doc/00000/875/

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) : NRC
Résumé : Universal kriging was used to model the spatio-temporal variability in the acoustic density of tuna aggregations recorded during star echosounding surveys around moored fish aggregating devices (FADs) in Martinique (Lesser Antilles). The large-scale deterministic drift in the tuna spatial distribution was modeled using an advection-diffusion equation applied to animal grouping. Residuals from the drift were modeled as a random component with small-scale spatial correlation. An estimation variance formula was derived from this deterministic-statistical mixed model to assess the mean precision of density estimates of daytime tuna aggregation. The mean relative error obtained with our star design for daytime surveys was 24%. The methodology was applied to estimate daily maxima of tuna biomass around moored FADs during four monthly sea cruises. The daily peak of tuna biomass aggregated around moored FADs was 9 t on average (standard deviation = 4). Estimation variances for different survey designs were compared for optimizing sampling strategy.
La distribution spatiale d'agrégations de thons autour de dispositifs de concentration de poissons (DCP) ancrés a été étudiée en Martinique (Petites Antilles) au moyen de parcours acoustiques en étoile. Les densités acoustiques géoréférencées attribuées aux thons ont été analysées à l'aide d'un modèle de krigeage universel. Une tendance à large échelle a été identifiée dans la distribution spatiale des thons. Cette tendance a été modélisée de façon déterministe au moyen d'une équation d'advection–diffusion appliquée aux groupes d'animaux. Les résidus de la tendance ont été modélisés comme une composante aléatoire du modèle, spatialement corrélée à faible échelle. De ce modèle, qui contenant une composante déterministe et une composante statistique, a été déduite une formule permettant de calculer la variance d'estimation de la densité diurne moyenne de l'agrégation de thons autour des DCP. L'erreur relative moyenne commise sur l'estimation de la densité de thons lors d'un parcours en étoile diurne a été estimée à 24 %. Cette méthode a été appliquée afin d'estimer les maxima journaliers de biomasse de l'agrégation de thons observés lors de quatre campagnes en mer mensuelles successives autour des DCP ancrés. La biomasse maximale de thons agrégée autour des DCP ancrés durant une phase diurne était en moyenne de 9 t (écart type : 4). Les variances d'estimation obtenues avec différents parcours acoustiques ont été comparées afin d'optimiser la stratégie d'échantillonnage.
Canadian journal of fisheries and aquatic sciences (0706-652X) (NRC), 2008-06 , Vol. 65 , N. 6 , P. 1193-1205

Droits : 2008 National Research Council Canada
http://archimer.ifremer.fr/doc/2008/publication-4559.pdf
DOI:10.1139/F08-050
http://archimer.ifremer.fr/doc/00000/4559/

Éditeur(s) : HAL CCSD
Résumé : In the tropical rainforest of Amazonia, the factors driving the evolution of tree species remain poorly understood, and the relative influence of neutral and adaptive processes is continuously debated. In particular, local habitat patchiness draws much attention, as profound changes in the structure and composition of forest communities occur among micro-habitats. Thus, micro-environmental variations related to topography have frequently been invoked as drivers of adaptive radiation leading to sympatric speciation in Neotropical trees. On one hand, the hypothesis of local adaptation has never been investigated at the intra-specific level, i.e. within species currently undergoing population differentiation; on the other hand, many tree species are genetically structured over local scales due to neutral processes, mainly limited gene flow (caused by restricted pollen and seed dispersal). In this study, I used populations of a common tree species of the Guiana Shield - Eperua falcata (Fabaceae) - to study how neutral and adaptive processes shape the distribution of genetic diversity across forest landscapes characterized by local micro-habitat patchiness. I asked three main questions by combining both phenotypic (quantitative genetics) and molecular (population genetics) approaches: 1) How is the genetic diversity structured in forest landscapes of French Guiana? 2) Which evolutionary drivers are relevant to explain the structure of genetic diversity at local scale? 3) Does local adaptation contribute to structure genetic diversity within continuous populations?
En forêt tropicale humide Amazonienne, les facteurs gouvernant l'évolution des espèces d'arbres restent peu connus et continuellement débattus. En particulier, les micro-variations environnementales attirent beaucoup d'attention car elles induisent de profondes modifications de structure et composition des communautés. Les variations micro-environnementales associées à la topographie ont couramment été évoquées comme facteur de radiations adaptatives chez les espèces d'arbres. Cependant, l'hypothèse de l'adaptation locale n'a jamais été testée au niveau intra-spécifique chez les arbres de forêt amazonienne alors que l'on sait que la diversité génétique des arbres tropicaux est couramment structurée à faibles échelles spatiales par des processus neutres (en particulier du fait de restrictions de flux de gènes). Dans cette étude, j'ai étudié le processus de différentiation génétique d'une espèce d'arbre (Eperua falcata, Fabaceae) dans les paysages forestiers de Guyane française grâce à la combinaison d'une approche phénotypique (génétique quantitative) et d'une approche moléculaire (génétique des populations). Je me suis attachée à répondre à trois questions principales : 1) Comment se distribue la diversité génétique dans les paysages forestiers de Guyane française ? 2) Quelles forces évolutives sont impliquées dans le processus de différentiation génétique à faible échelle spatiale ? 3) Est-ce que le processus d'adaptation locale contribue à structurer la diversité génétique à faible échelle spatiale ?
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NNT : 2013LORR0188
tel-00967318
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Éditeur(s) : HAL CCSD Elsevier
Résumé : Vegetation phenology is the study of the timing of seasonal events that are considered to be the result of adaptive responses to climate variations on short and long time scales. In the field of remote sensing of vegetation phenology, phenological metrics are derived from time series of optical data. For that purpose, considerable effort has been specifically focused on developing noise reduction and cloud-contaminated data removal techniques to improve the quality of remotely-sensed time series. Comparative studies between time series composed of satellite data acquired under clear and cloudy conditions and from radiometric data obtained with high accuracy from ground-based measurements constitute a direct and effective way to assess the operational use and limitations of remote sensing for predicting the main plant phenological events. In the present paper, we sought to explicitly evaluate the potential use of MODerate resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS) remote sensing data for monitoring the seasonal dynamics of different types of vegetation cover that are representative of the major terrestrial biomes, including temperate deciduous forests, evergreen forests, African savannah, and crops. After cloud screening and filtering, we compared the temporal patterns and phenological metrics derived from in situ NDVI time series and from MODIS daily and 16-composite products. We also evaluated the effects of residual noise and the influence of data gaps in MODIS NDVI time series on the identification of the most relevant metrics for vegetation phenology monitoring. The results show that the inflexion points of a model fitted to a MODIS NDVI time series allow accurate estimates of the onset of greenness in the spring and the onset of yellowing in the autumn in deciduous forests (RMSE <= one week). Phenological metrics identical to those provided with the MODIS Global Vegetation Phenology product (MDC12Q2) are less robust to data gaps, and they can be subject to large biases of approximately two weeks or more during the autumn phenological transitions. In the evergreen forests, in situ NDVI time series describe the phenology with high fidelity despite small temporal changes in the canopy foliage. However, MODIS is unable to provide consistent phenological patterns. In crops and savannah, MODIS NDVI time series reproduce the general temporal patterns of phenology, but significant discrepancies appear between MODIS and ground-based NDVI time series during very localized periods of time depending on the weather conditions and spatial heterogeneity within the MODIS pixel. In the rainforest, the temporal pattern exhibited by a MODIS 16-day composite NDVI time series is more likely due to a pattern of noise in the NDVI data structure according to both rainy and dry seasons rather than to phenological changes. More investigations are needed, but in all cases, this result leads us to conclude that MODIS time series in tropical rainforests should be interpreted with great caution. (C) 2013 Elsevier Inc. All rights reserved.
ISSN: 0034-4257

hal-01032407
https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-01032407
DOI : 10.1016/j.rse.2013.01.010

Éditeur(s) : HAL CCSD
Résumé : Several major earthquakes have struck the 2500 km long Himalayan range during the past century. However, both the maximum size of such earthquakes and the probability of occurrence of a magnitude 9 megaquake are still a mater of debate. In this framework it is of key importance to investigate the lateral segmentation of the Himalayan arc in order to deepen our understanding of the mechanisms that control such events as well as their extents. Besides the remarkably uniform tectonic set-up and the fact that most studies on the Himalayas have focused on Central Nepal, several indications of along strike changes can be gathered.This thesis brings new constraints on lateral variations of crustal structure and of deformation between western Nepal (~80°E) and eastern Bhutan (~92°E).The first part of this thesis focuses on the lateral variations of crustal structure. In the past three years we have carried out four land gravity campaigns. We have established 366 new gravity measurement points to fill the data gaps in central and western Nepal as well as in Bhutan. This new dataset, together with available seismological data, is used to constrain thermo-mechanical models of the bending of the India plate underneath the Himalayas. While the inferred crustal geometry does not exhibit major along-strike variations over central and eastern Nepal, the shorter wavelength flexure of the lithosphere in Bhutan is associated with a weaker upper mantle rheology.The second part focuses on the lateral variations of recent deformation in the Himalayas. Fifteen years of paleoseismological investigations have extended the catalogue of major Himalayan events over the last millennium. Combining these information with secular loading, we assess the spatial and temporal stress changes on the Main Himalayan Thrust along the orogen over the last nine centuries. Our calculations indicate that inter-seismic loading has now nearly overcome the Coulomb stress decrease caused by the great ~1100 medieval earthquake. Our results also point out that the 1897 Shillong plateau earthquake does not have a major influence on the stress accumulated on the Main Himalayan Thrust since then. In order to better characterize active tectonics in the Bhutan Himalayas where no studies were done so far, we carried out a morphotectonic analysis in the south-central part of the kingdom. We show that the same amount of Holocene deformation is accommodated on the frontal thrust in Bhutan as on the neighbouring portions of the Himalayan arc. We also find evidences for two major (M>8) earthquakes on this thrust in the Bhutan Himalayas during the last millennium. Our results therefore show that Bhutan cannot be considered as a seismic gap. They also challenge the interpretation of one single ~1100 medieval mega-event that would have ruptured the Main Frontal Thrust from central Nepal to eastern Bhutan.
Au cours du dernier siècle, plusieurs séismes majeurs ont affecté l'Himalaya. Cependant, la taille maximale de ces événements et la probabilité d'occurrence de méga-séismes avec des magnitudes proches de 9 sont toujours matière à débat. L'étude de la segmentation de l'arc Himalayen est donc primordiale afin de comprendre les mécanismes qui contrôlent ces séismes ainsi que leur extension spatiale. La compréhension du cycle sismique en Himalaya est aujourd'hui essentiellement basée sur des études menées au Népal central, ce qui limite notre connaissance de son fonctionnement tri-dimensionnel. Ce travail de thèse permet d'apporter de nouvelles contraintes sur les variations latérales de la déformation crustale dans la zone comprise entre l'ouest Népal (~80°E) et l'est Bhoutan (~92°E). La première partie de cette thèse est consacrée à l'étude des variations latérales de la structure lithosphérique. Quatre campagnes gravimétriques ont été réalisées entre 2010 et 2012. Elles ont permis d'étendre le réseau gravimétrique Népalais jusqu'à l'ouest Népal et d'établir le premier réseau gravimétrique Bhoutanais. Ce nouveau jeu de données, combiné avec les données sismologiques disponibles, permet de contraindre des modèles thermo-mécaniques de la flexure de la plaque Indienne sous l'Himalaya. Les résultats suggèrent qu'il n'existe pas de variations latérales majeures du comportement mécanique de la lithosphère Indienne entre le centre et l'est Népal contrairement au Bhoutan où une rigidité flexurale plus faible est nécessaire pour expliquer les données.La deuxième partie de cette thèse est consacrée à l'étude des variations latérales des déformations récentes dans le prisme Himalayen. Les études paléosismologiques menées depuis 15 ans en Himalaya ont permis d'étendre le catalogue des événements majeurs sur le dernier millénaire. En intégrant à la fois les contraintes disponibles sur ces séismes majeurs et le chargement séculaire, nous étudions les variations spatiales et temporelles de l'état de contrainte du chevauchemlent Himalayen principal le long de l'arc. Nos calculs montrent que même dans la cas où un méga-séisme se serait produit en ~1100 en Himalaya, le chargement séculaire a quasiment compensé la chute de contrainte associée. Les modèles montrent aussi que le séisme du Shillong ne joue pas un rôle majeur sur les contraintes accumulées sur le chevauchement Himalayen depuis 1897 au niveau du Bhoutan. Enfin, nous présentons les premières contraintes sur la tectonique active au Bhoutan. L'étude morphotectonique réalisée au centre du Sud-Bhoutan a permis de montrer que la majeure partie de la déformation Holocène est accommodée au niveau du front Himalayen, comme au Népal. Nous montrons aussi des évidences de ruptures de surface avec des décalages verticaux de plusieurs mètres associés à deux séismes majeurs sur le dernier millénaire. Ces évidences remettent en cause l'interprétation d'un méga-séisme en ~1100.
https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01002381

NNT : 2013MON20074
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Éditeur(s) : Université de la Nouvelle-Calédonie
Résumé : Estimating diversity and abundance of fish is fundamental for the understanding of community structure and dynamics of coral reefs. Observations are generally gathered using Underwater Visual Census (UVC). These informations can also be collected by underwater video techniques involving no diver and allowing a high spatial and temporal coverage. The first part of this PhD thesis is a review of publications using underwater video techniques between 1952 and 2012. The second part present two rotating video systems used to study the diversity of ichthyofauna and habitats in the lagoon of New Caledonia: the STAVIRO (for "STAtion VIdeo ROtative") and the MICADO (for "Module d’Imagerie Côtier, Autonome pour le Développement de l’Observation sous-marine"). The third part of this work is a comparison of these techniques with UVCs and an analysis of the “observer effect” for the rotating video techniques. The comparison between rotating video systems and UVC showed that: (i) fish community data collected by UVC and by STAVIRO differed significantly; (ii) species richness and density of large species were not significantly different between techniques; (iii) species richness and density of small species were higher for UVC; (iv) density of fished species was higher for STAVIRO; and (v) only UVC detected significant differences in fish assemblages structure across reef type. The comparison of fish counts obtained from the same videos by different observers showed that for a defined list of species, estimates of species richness and total abundance can be considered as similar between observers with sufficient experiences (> 6 months). The last part of this PhD is an application of rotating video techniques to the study of daily temporal variations of the ichthyofauna. Daily variations were observed depending on the time of day and the tidal state and typical patterns of variations have been described for some species groups. The outcomes of this work bring original insights of new techniques complementary to traditional techniques in order to enhance our understanding of the functioning and dynamic of coral reef.
L’estimation de la diversité et de l’abondance des espèces de poissons est fondamentale pour comprendre la structure des communautés et la dynamique des récifs coralliens. Les observations sont généralement obtenues par des recensements visuels en scaphandre autonome (UVC). Ces informations peuvent également être obtenues de manière originale grâce aux observations issues des techniques vidéo sous-marines modernes sans plongeur qui permettent des couvertures spatiales et temporelles accrues. La première phase de ce travail de thèse synthétise l’ensemble des travaux ayant été effectués avec des techniques vidéo entre 1952 et 2012. La seconde phase, présente deux systèmes vidéo rotatifs complémentaires, utilisés pour étudier la diversité de l’ichtyofaune et des habitats marins dans le lagon de Nouvelle-Calédonie : le STAVIRO (pour « STAtion VIdéo ROtative ») et le MICADO (pour « Module d’Imagerie Côtier, Autonome pour le Développement de l’Observation sous-marine »). La troisième phase de ce travail consiste à comparer ces systèmes vidéo aux UVC puis à examiner l’effet « observateur » inhérent aux techniques vidéo rotatives. Il résulte de cette étude que : (i) les observations des communautés de poissons par UVC et STAVIRO différaient significativement, (ii) la richesse spécifique et la densité des espèces de grande taille n'étaient pas significativement différentes entre les techniques, (iii) la diversité et la densité des espèces de petite taille étaient plus élevés avec les UVC; (iv) la densité des espèces pêchées était plus élevée avec les STAVIRO et (v) seuls les UVC ont détecté des différences de structure des assemblages en fonction du type de récif. L’étude de l’effet « observateur » a montré que sur une liste d’espèces définie, les dénombrements et les identifications des individus peuvent être considérées comme similaires entre observateurs ayant une expérience suffisante (> 6 mois). La dernière phase de ce travail a permis d’appliquer la technique MICADO à l’étude des variations temporelles de l’ichtyofaune d’un site corallien à l’échelle de la journée. Elle a permis de mettre en évidence des variations cycliques journalières en fonction de l’heure et de la marée et des « profils type » de variations ont pu être identifiés pour certains groupes d’espèces. Ce travail de thèse permet ainsi de participer au développement de nouvelles techniques d’observations complémentaires des techniques traditionnelles afin d’enrichir les connaissances du fonctionnement et de la dynamique des écosystèmes coralliens.

Droits : Université de la Nouvelle-Calédonie
http://archimer.ifremer.fr/doc/00189/30050/28536.pdf
http://archimer.ifremer.fr/doc/00189/30050/

Éditeur(s) : HAL CCSD Springer Verlag (Germany)
Résumé :  
We explored the relationship between soil processes, estimated through soil respiration (Rsoil), and the spatial variation in forest structure, assessed through the distribution of tree size, in order to understand the determinism of spatial variations in Rsoil in a tropical forest. The influence of tree size was examined using an index (Ic) calculated for each tree as a function of (1) the trunk cross section area and (2) the distance from the measurement point. We investigated the relationships between Ic and litterfall, root mass and Rsoil, respectively. Strong significant relationships were found between Ic and both litterfall and root mass. Rsoil showed a large range of variations over the 1-ha experimental plot, from 1.5 to 12.6 gC m−2 d−1. The best relationship between Ic and Rsoil only explained 17% of the spatial variation in Rsoil. These results support the assumption that local spatial patterns in litter production and root mass depend on tree distribution in tropical forests. Our study also emphasizes the modest contribution of tree size distribution-which is mainly influenced by the presence of the biggest trees (among the large range size of the inventoried trees greater than 10 cm diameter at 1.30 m above ground level or at 0.5 m above the buttresses)-in explaining spatial variations in Rsoil.
Plant and Soil

hal-01032200
https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-01032200
DOI : 10.1007/s11104-011-0848-1

Éditeur(s) : Soc Francaise D Ichtyologie
Résumé : This work deals with the fishing effects on the diversity dynamics of demersal fish communities, focusing on the biotic interactions. Multispecies indices were used in order to characterise the demersal fish community dynamics of the Bay of Biscay and of the Gulf of Lions. These are the diversity indices, the temporal variability of the total biomass and of the slope of the number size spectra and the slope of the species-area curves (spatial segregation). The data were provided by yearly bottom trawl surveys EVHOE, CHALIST and MEDITS carried out in these two areas since 1983 by IFREMER for stock assessment. The differences between areas are related to a fishing index (mean value of the annual landings of demersal fish per surface area). Other areas are included in the analysis when the index values are available from the published literature (North Sea, Scotian Shelf, Kenya, French Guyana). From the diversity indices analysis it is argued that the Gulf of Lions community is more diverse and less disturbed than the Bay of Biscay one. This result is not consistent with a fishing effect. It is interpreted as a biogeography pattern. The total biomass variability and the slope variability of size spectra are higher in the most harvested areas than in the least ones. On the contrary, the species-area slope is the lowest in the most harvested areas. Theoretically, biotic interactions decrease the total biomass variability and the spectra slope variability because of compensations, and increase the species area slope because of competitive exclusion. It is concluded that harvesting alters biotic interactions and favours local coexistence by decreasing competitive exclusion. The species diversity maintenance depends on competitive exclusion. Hence, biodiversity is threatened not only by a direct fishing effect but also by a dynamics alteration.
Ce mémoire aborde le problème de l'impact de l'exploitation par la pêche sur la dynamique de diversité des peuplements de poissons démersaux. Les effets de la pêche sur le rôle des interactions biotiques entre espèces dans la dynamique des peuplements sont plus particulièrement analysés à l'aide de descripteurs multispécifiques. Les descripteurs utilisés sont les indices de diversité, la variabilité temporelle de la biomasse totale et de la pente multispécifique du spectre de poids et la pente des droites d'accumulation d'espèces mesurant la ségrégation spatiale. Les valeurs de ces indices sont calculées à partir des données de campagnes annuelles de chalutage de fond EVHOE, CHALIST et MEDITS, menées par l'IFREMER depuis 1983 pour évaluer les ressources halieutiques dans le golfe de Gascogne et dans le golfe du Lion. Les différences de caractéristiques de dynamique entre les deux peuplements révélées par ces descripteurs sont mises en relation avec un indice d'exploitation (valeur moyenne des débarquements annuels, divisée par la surface du plateau de la région concernée). D'autres régions ont été intégrées dans cette analyse lorsque les valeurs des indicateurs étaient disponibles dans la littérature (Mer du Nord, plateau de Nouvelle-Ecosse, Kenya et Guyane Française). Les indices de diversité utilisés permettent de mettre en évidence que le peuplement du golfe du Lion est plus diversifié et moins soumis à perturbations que celui du golfe de Gascogne. Ces caractéristiques semblent dues à l'histoire biogéographique de ces deux régions et non à un effet de la pêche. La variabilité de la biomasse totale et celle de la pente du spectre multispécifique augmentent depuis les régions les moins exploitées vers les plus exploitées. A l'inverse, la ségrégation spatiale diminue. En théorie, les interactions entre espèces diminuent la variabilité temporelle de la biomasse totale et de la pente du spectre multispécifique, à cause de compensations entre espèces, et augmentent la ségrégation spatiale par exclusion compétitive. L'interprétation donnée des résultats obtenus est ainsi une altération des interactions entre les espèces par l'exploitation. En prélevant de la biomasse, l'exploitation augmente la disponibilité des ressources pour les individus non pêchés. En conséquence, l'exclusion compétitive diminue et la coexistence locale des individus est facilitée. A long terme, la diversité est donc menacée, non seulement par raréfaction des espèces prélevées par l'exploitation mais aussi parce que les interactions sont altérées et que le maintien de la diversité en dépend pour partie.
Cybium (0399-0974) (Soc Francaise D Ichtyologie), 2001 , Vol. 25 , N. 3 , P. 293-294

Droits : info:eu-repo/semantics/openAccess
http://archimer.ifremer.fr/doc/00000/10248/7688.pdf
http://archimer.ifremer.fr/doc/00000/10248/

Éditeur(s) : Ecole Nationale Supérieure Agronomique de Rennes (ENSAR)
Résumé : Artificial Fish Aggregating Devices (FADs) are known to concentrate tropical tunas. This aggregative behaviour drastically increases the vulnerability of these species to fishing. Alternatively, FADs can be used as oceanic observatories to study the aggregative behaviour of large pelagic fish. We conducted sea surveys in Martinique (Lesser Antilles) to i) establish a typology of the pelagic fish aggregations found around moored FADs ii) study their relations with their biotic and abiotic environment and the local fishery. The mean biomass of large pelagic fish aggregations was also estimated to provide scientific inputs to achieve a sustainable management of the moored FAD fishery. The first part presents the background of the study. We introduce the regional pelagic ecosystem, the aggregative behaviour of pelagic fish around FADs and the Martinican moored FAD fishery. The second part begins with a presentation of the conceptual framework of the study: the hierarchy theory. Observation scales and survey methodology are therefore described. Repeated echosounder surveys run in a star pattern were conducted around 2 moored FADs, in combination with underwater video observations, classical fishing experiments and CTD profiles. In the third part, the elements of the [moored FAD ¿ pelagic fish - environment - fishing] system and their interactions are numerically characterised in the vertical plane. The main type of pelagic fish aggregation was a large aggregation distributed in sub-surface (40-100 m) within a radius of 400 m of the FAD. This aggregation was mostly made of 60 cm FL blackfin tunas (Thunnus atlanticus). It appeared at sunrise and mostly spread away in the late afternoon. It was observed during all daytime surveys. The average density and the vertical structure of the micronektonic sound scattering layers (SSLs) were assessed locally around a FAD for 48h cycles. These SSLs descriptors showed positive correlation with the size and the abundance of the sub-surface tuna aggregation. Whereas this aggregation accounted for about 95% of the total biomass aggregated around a moored FAD, it was nearly unexploited by the local commercial fishermen. The fourth part focuses on the sub-surface tuna aggregation. A high variability of the spatial distribution of the aggregation was evidenced in the horizontal plane at daily, day to day and monthly temporal scales. These variations were related to fluctuations of the global abundance of the aggregation. The daytime average density of sub-surface tuna was modelled as a function of the distance to FAD, within an advection-diffusion framework. Based on these results, a universal kriging model was designed to assess the mean maximum daily biomass of the sub-surface tuna aggregation. This mean biomass estimate yielded 11 tons with an estimation error of 26%. To conclude, we present a hierarchical organization in space and time of a sub-surface tuna population distributed within a network of moored FADs, from micro to meso-scale. We suggest that the spatial distribution of tunas can be explained from fine to coarse-scales by behavioural processes (self-organization, feeding, aggregative behaviour) whereas their spatial distribution is mainly forced by environmental processes at broader scales.
L'utilisation de Dispositifs de Concentration de Poissons permet de provoquer la formation de larges agrégations de thonidés autour de dispositifs artificiels, ce qui augmente considérablement la vulnérabilité de ces ressources vis-à-vis de l'exploitation halieutique. Les DCP peuvent également être utilisés en tant qu'observatoires océaniques, afin d'étudier le comportement agrégatif du macronecton pélagique. Nous avons ainsi réalisé des observations autour de DCP ancrés en Martinique, afin de définir une typologie des agrégations de macronecton et de étudier leurs relations avec leur environnement biotique, abiotique et l'exploitation halieutique locale. Nous avons ensuite estimé la biomasse moyenne de macronecton agrégé autour d'un DCP ancré, afin de fournir des éléments scientifiques nécessaires à une gestion durable de ces ressources. La première partie présente le contexte de l'étude i.e. l'écosystème pélagique régional, le phénomène d'agrégation du macronecton autour des DCP et la pêche associée aux DCP ancrés en Martinique. La deuxième partie introduit la théorie de la hiérarchie qui a fourni le cadre conceptuel de l'étude et présente les échelles et méthodes d'observation. Le principal outil d'observation est un échosondeur scientifique, mis en oeuvre le long de parcours en étoile autour du DCP. Les prospections acoustiques ont été combinées à des observations vidéo sous marines, des pêches expérimentales et un suivi in-situ de l'environnement abiotique. La troisième partie présente une typologie des éléments constituant le système [DCP ancré - macronecton - environnement - pêche] dans le plan vertical et précise leurs interactions. Le type d'agrégation de macronecton dominant est une grande agrégation composée d'une majorité de thons noirs (Thunnus atlanticus) de taille moyenne (60 cm) distribuée en sub-surface (40-100 m), dans un rayon de 300 m autour de la tête des DCP. Cette agrégation se forme au lever du soleil et se disperse presque totalement dans l'après midi. Elle a été observée de jour lors de toutes les campagnes. Une corrélation positive entre la densité et la structure moyenne des couches micronectoniques diurnes évaluée localement autour du DCP au cours de 48 h et les dimensions et l'énergie acoustique de l'agrégation de thons de subs-surface a été mise en évidence. Malgré le fait que cette agrégation représente en moyenne 95 % de l'énergie acoustique du macronecton autour des DCP, elle est presque inexploitée par les pêcheurs artisans locaux. La quatrième partie met en évidence les fortes variations conjointes de la distribution spatiale dans le plan horizontal de la densité de l'agrégation de thons de sub-surface et de son abondance globale. Ces variations ont été observées au cours du cycle nycthéméral et aux échelles inter-journalières et mensuelles. La distribution spatiale moyenne de la densité diurne de l'agrégation en fonction de la distance au centre de gravité de l'agrégation est cependant très stable et peut être modélisée au moyen d'une équation d'advection-diffusion. Un modèle de krigeage universel, utilisant les résultats du modèle d'advection-diffusion, a permis d'évaluer la biomasse maximale journalière moyenne de l'agrégation de thons de sub-surface à une dizaine de tonnes, avec un coefficient de variation d'estimation de 26%. Nous proposons une représentation hiérarchique synthétique de la distribution spatiale d'une sous-population de thons dans un réseau de DCP ancrés de la micro à la méso-échelle. Nous suggérons que la distribution spatiale des thons est déterminée principalement à l'échelle fine (100m-1km) et à l'échelle grossière (1-10 km) par des processus comportementaux (auto-organisation, agrégation, nutrition) et par des processus environnementaux à échelle plus large.

Droits : info:eu-repo/semantics/openAccess
http://archimer.ifremer.fr/doc/2006/these-1735.pdf
http://archimer.ifremer.fr/doc/2006/sup-1735.pdf
http://archimer.ifremer.fr/doc/00000/1735/

Éditeur(s) : HAL CCSD
Résumé : Point processes are often used as spatial or spatio-temporal distribution models of occurrences. In this PhD dissertation, we focus first on Cox processes driven by a hidden process associated with a Dirichlet process. This model corresponds to hidden occurrences influencing the stochastic intensity of observed occurrences. We generalize the notion of "Shot noise Cox process" introduced by M{o}ller and develop its bayesian analysis by a Gibbs sampler combined with a Metropolis-Hastings algorithm. We show that our MCMC method is a reversible jump one. The model takes into account a random number of hidden contributions producing effects on the observed point process intensity. Therefore the parameter space has a variable dimension. We focus the statistical inference on the estimation of the hidden contribution expected value, the hidden contribution expected number, the spatial influence and correlation parameters. The contribution equality test and contribution independence test are proposed. Applications in epidemiology and ecology are shown from extit{Rubus fruticosa} data, extit{Ibicella lutea} data and death number data in counties of Georgia, USA. Two situations are considered with respect to available data~: firstly, the spatial positions of occurrences are observed between several pairs of consecutive dates; secondly, counts are carried out over a fixed time interval in several spatial sampling units. Secondly, we focus on point processes with memory introduced by Kagan, Ogata and Vere-Jones, pioneers in statistical seismology. In fact, spatio-temporal point processes play an important role in the studies of earthquake catalogs since they consist of seismic events with their dates and spatial locations. We studied an ETAS (Epidemic Type Aftershock Sequence) model with time independent background intensity and several triggering functions taking into account previous events. We illustrate our approach with a seismicity study of the Lesser Antilles arc. A comparaison study of Gamma, Weibull, Log-Normal and modified Omori law triggering function models is also carried out. We show that the modified Omori law does not fit the Lesser Antilles seismic data and the best adjusted triggering function is the Weibull model. Consequently, the waiting time between aftershocks is weaker in the Lesser Antilles zone compared to the one in regions with seismicity described by the modified Omori law. In other words, aftershock aggregativity is higher in the Lesser Antilles region. The stochastic background intensity following a Dirichlet process centered on a spatial log-normal process is discussed.
Les processus ponctuels sont souvent utilisés comme modèles de répartitions spatiales ou spatio-temporelles d'occurrences. Dans cette thèse, nous nous intéressons tout d'abord à des processus de Cox dirigés par un processus caché associé à un processus de Dirichlet. Ce modèle correspond à des occurrences cachées influençant l'intensité stochastique des occurrences observées. Nous généralisons la notion de " Shot noise Cox process " introduite par Moller et développons le traitement bayésien par un échantillonneur de Gibbs combiné à un algorithme de Metropolis-Hastings. Nous montrons que cette méthode MCMC est à sauts réversibles. Le modèle prend en compte, en effet, un nombre aléatoire de contributions cachées influençant l'intensité du processus ponctuel observé donc a un espace paramétrique de dimension variable. Nous focalisons l'inférence statistique sur l'estimation de la valeur espérée de chaque contribution cachée, le nombre espéré de contributions cachées, le degré d'influence spatiale de ces contributions et leur degré de corrélation. Le test d'égalité des contributions et celui de leur indépendance sont ainsi développés. L'utilité en épidémiologie et en écologie est alors démontrée à partir de données de Rubus fruticosa, Ibicella lutea et de mortalité dans les cantons de Georgia, USA. En termes de données observées, deux situations sont considérées: premièrement, les positions spatiales des occurrences sont observées entre plusieurs paires de dates consécutives; deuxièmement, des comptages sont effectués, au cours d'une période fixée, dans des unités d'échantillonnage spatiales. D'autre part, nous nous intéressons aux processus ponctuels à mémoire introduits par Kagan, Ogata et Vere-Jones, précurseurs de la statistique sismologique. En effet, les processus ponctuels spatio-temporels ont une place importante dans l'étude des catalogues sismiques puisque ces derniers sont généralement constitués d'événements sismiques datés et géo-référencés. Nous avons étudié un modèle ETAS (Epidemic Type Aftershock Sequence) avec une intensité d'arrière-plan indépendante du temps et plusieurs fonctions déclenchantes permettant d'intégrer les événements antérieurs récents. Cette approche est utilisée pour étudier la sismicité de l'arc des Petites Antilles. Une étude comparative des modèles Gamma, Weibull, Log-Normal et loi d'Omori modifiée pour les fonctions déclenchantes est menée. Nous montrons que la loi d'Omori modifiée ne s'ajuste pas aux données sismiques des Petites Antilles et la fonction déclenchante la plus adaptée est le modèle de Weibull. Cela implique que le temps d'attente entre répliques dans la zone des Petites Antilles est plus faible que celui des régions à sismicité décrite par la loi d'Omori modifiée. Autrement dit, l'agrégation des répliques après un événement majeur est plus prononcée dans la zone des Petites Antilles. La possibilité d'inclure une intensité d'arrière-plan suivant un processus de Dirichlet centré sur un processus spatial log-gaussien est discutée.
https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00841146

Droits : info:eu-repo/semantics/OpenAccess
NNT : 2012AGUY0555
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Éditeur(s) : HAL CCSD Public Library of Science
Résumé : International audience
Understanding the factors underlying the spatio-temporal distribution of infectious diseases provides useful information regarding their prevention and control. Dengue fever spatio-temporal patterns result from complex interactions between the virus, the host, and the vector. These interactions can be influenced by environmental conditions. Our objectives were to analyse dengue fever spatial distribution over New Caledonia during epidemic years, to identify some of the main underlying factors, and to predict the spatial evolution of dengue fever under changing climatic conditions, at the 2100 horizon. We used principal component analysis and support vector machines to analyse and model the influence of climate and socio-economic variables on the mean spatial distribution of 24,272 dengue cases reported from 1995 to 2012 in thirty-three communes of New Caledonia. We then modelled and estimated the future evolution of dengue incidence rates using a regional downscaling of future climate projections. The spatial distribution of dengue fever cases is highly heterogeneous. The variables most associated with this observed heterogeneity are the mean temperature, the mean number of people per premise, and the mean percentage of unemployed people, a variable highly correlated with people's way of life. Rainfall does not seem to play an important role in the spatial distribution of dengue cases during epidemics. By the end of the 21st century, if temperature increases by approximately 3°C, mean incidence rates during epidemics could double. In New Caledonia, a subtropical insular environment, both temperature and socio-economic conditions are influencing the spatial spread of dengue fever. Extension of this study to other countries worldwide should improve the knowledge about climate influence on dengue burden and about the complex interplay between different factors. This study presents a methodology that can be used as a step by step guide to model dengue spatial heterogeneity in other countries.
ISSN: 1935-2727

Droits : http://creativecommons.org/licenses/by/
pasteur-01247037
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DOI : 10.1371/journal.pntd.0004211

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.
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tel-00404851
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Éditeur(s) : Université Paris 7 – Denis Diderot
Résumé : Sea surface salinity (SSS) influences numerous oceanic phenomena, for instance surface water ventilation, deep water formation and thermohaline circulation. SSS also controls some ocean-atmosphere coupled processes, such as the intensity of freshwater flux and the penetration of heat flux and turbulence. Salinity is more difficult to measure than temperature from in situ surveys, which results in 20 times less data being currently available. Moreover, sea surface temperature (SST) is routinely estimated from satellites, which is not possible yet for SSS. Two space missions will fill this gap soon: SMOS from the European Space Agency and Aquarius/SAC-D from NASA and CONAE. To contribute to the SMOS project, we propose a method for estimating SSS from current satellite observations and for studying the mechanisms governing its variability. We developed a simplified model of the ocean mixed layer, based on the "slab mixed layer" formulation (Frankignoul et Hasselmann, 1977). This 2D horizontal model is implemented over the global ocean, using a near 100 km resolution, and integrated during a climatological year. Air-sea fluxes are taken from the ECMWF meteorological model (ERA40 reanalysis) and the surface currents are provided by altimeter data (SSALTO-DUACS analysis). The mixed layer depth (MLD) is derived from SST observations, using an original inversion technique. The MLD fields obtained from this inversion are well correlated to in situ estimates. This effective depth represents the air-sea fluxes penetration and ensures consistency between fluxes, les currents and SST. We first validate the simulation through examination of the heat balance in north-eastern Atlantic, by comparing to measurements and models from the POMME experiment. Then we study the salinity balance in the global domain, in terms of its geographical distribution and seasonal evolution. Equilibrium between the various processes appears generally more complex than for temperature. Noteworthy, the role of atmospheric flux is less predominant (22%), while geostrophic advection (33%) and diapycnal mixing (22%) contribute more strongly. Our results indicate this model succeeds in reconstructing SSS variability over most of the oceans. Daily SSS variations are also simulated, whereas they are not represented in current observed data at a global scale. Owing to its simplicity and fast computation, the model will be useful to the SMOS mission. It can help for the measurement calibration/validation and provide a first guess estimate to the sophisticated algorithm required for SSS restitution.
La salinité de surface des océans (SSS) influence de nombreux phénomènes océaniques, parmi lesquels la ventilation des eaux de surface, la formation d'eaux profondes et la circulation thermohaline. Elle détermine aussi certains processus couplés océan-atmosphère, notamment l'intensité du flux d'eau douce, la pénétration du flux de chaleur et de la turbulence. La mesure in situ de salinité est plus compliquée que celle de température, si bien qu'on dispose actuellement de 20 fois moins de données pour cette propriété. De plus, la température de surface (SST) est couramment estimée par satellite, ce qui n'est pas encore le cas de la SSS. Deux missions spatiales vont prochainement combler cette lacune : le satellite SMOS de l'Agence Spatiale Européenne et le satellite Aquarius/SAC-D de la NASA et de la CONAE. En préparation du projet SMOS, nous proposons une méthode pour estimer la SSS à partir des observations satellitaires actuelles et étudier les mécanismes de sa variabilité. Nous avons développé un modèle simplifié de couche mélangée océanique, basé sur la formulation "slab mixed layer" (Frankignoul et Hasselmann, 1977). Ce modèle 2D horizontal est implémenté sur l'océan global, avec une résolution proche de 100 km, et intégré au cours d'une année climatologique. Les flux air-mer proviennent du modèle météorologique ECMWF (réanalyse ERA40) et les courants de surface sont issus de l'altimétrie (analyse SSALTO-DUACS). La profondeur de la couche mélangée (MLD) est dérivée des observations de SST, grâce à une technique d'inversion originale. La MLD obtenue par inversion est bien corrélée aux estimations basées sur des données in situ. Cette profondeur effective représente la pénétration des flux air-mer et assure la cohérence entre les flux, les courants et la SST. La simulation est d'abord validée en examinant le bilan de chaleur dans l'Atlantique Nord-Est, par comparaison aux mesures et aux modèles de l'expérience POMME. Puis le bilan de salinité est étudié dans le domaine global, en termes de distribution géographique et d'évolution saisonnière. L'équilibre entre les différents processus est généralement plus complexe que pour la température. Notamment, le rôle du flux atmosphérique est moins prépondérant (22%), tandis que l'advection géostrophique (33%) et le mélange diapycnal (22%) contribuent fortement. Nos résultats montrent que ce modèle parvient à restituer la variabilité de la SSS sur la majeure partie des océans. Le modèle simule aussi les variations journalières de SSS, qui ne sont pas représentées à l'échelle globale dans les observations actuelles. Grâce à sa simplicité et à sa rapidité, le modèle pourra être utile dans le cadre de SMOS. Il pourra aider à la calibration/validation de la mesure et fournir une estimation a priori pour l'algorithme complexe nécessaire à la restitution de la SSS.

Droits : info:eu-repo/semantics/openAccess
http://archimer.ifremer.fr/doc/2006/these-2302.pdf
http://archimer.ifremer.fr/doc/00000/2302/

Éditeur(s) : HAL CCSD
Résumé : The Franceville Basin (2.1 Ga) in southeastern Gabon, hosts a black shale series well preserved (FB Formation) which represents an exceptional example of unmetamorphised Paleoproterozoic sediment strata. This basin includes the protore of one of the largest Mn-oxide laterite ore worldwide, mined by Eramet-Comilog. The aim of this this work is to determine formation conditions of this protore and to characterize the global sedimentary evolution of the FB Formation which include the protore. This 75 m thick protore is constituted of Mn carbonate-rich black shales which represent a potential ore deposit for the future. It was drilled, on the Bangombé plateau, during a recent campaign of 24 boreholes with an average depth of 125 m.Through multidisciplinary study on these cores and key outcrops of the basin, this work focuses on : i) the depositional environment of the Mn-protore and FB Formation ; ii) the processes of formation of the Mn-carbonates at 2.1 Ga and iii) the architecture and distribution of Mn-rich levels of the protore on the Bangombé Plateau.A detailed sedimentological and petrological study allowed us to redefine the division of the FB into nine units, named U1 to U9 from the base to the top. These units show a fine upward cycle up to U5 and a reverse coarse loop until U9. This division leads to a new interpretation to propose an evolution from a shoreface depositional environment controlled by deltaic currents (U1) to an offshore depositional environment with anoxic conditions (U2). In this basin, a system of submarine fan is developed, feeding a network of sand injections (injectites) covering the Bangombé plateau (70 km²) and with a thickness of 150 m affecting U4 to U7, including the Mn-protore. The protore depositional environment formed below the wave base limit (U4, U5 and U6) in a starved basin, controlled by biochemical sedimentation allowed the formation of Mn-carbonates. The end of starved basin, would allow the re-opening of the detrital input into the offshore basin (U7). This basin is then filled by storm bar deposits intersected by deltaic sub-aquatic channels (U8). The U9 unit corresponds to a quiet lagoon environment, allowing the multicellular organism development for the first time on the planet.A geochemical study allowed the characterization of the depositional environment of Mn-carbonates as an anoxic to sub-oxic and alkaline environment. For the first time, we showed that the manganese carbonates, present as bacteriomorph forms, are precipitated from the seawater by the mediated photosynthetic cyanobacterial activity, which allows CO2 / HCO3 depression of the environment and a local increase of pH. The cyanobacterial activity is controlled by the absence of bottom currents, which increase the detrital input. This would stop the activity of the cyanobacteria and thus would lead to the decrease of the Mn-concentration along the protore.Finally, well-log and a sequential correlation analyses allowed us to detail spatial and timing repartition of FB Formation deposit, controlled by a tectono-sedimentary model. We propose two- tectono-sedimentary phases. A first syn-tectonic phase (U1 to U3) controls the depocentres and sedimentation gaps. Turbidite coarse deposits are located in the most subsident part, clay deposits rather on the slope and carbonates on shoals. A second post-tectonic phase (U4 to U7) allows isopach deposits. The Mn-protore formed during the post-tectonic phase. However, it shows a variable thickness due to subsidence to the north of the Bangombé plateau. So, on the Bangombé plateau, Mn-contents increase towards the south, whereas the protore thickness increases towards the NNE. Moreover sand injectites decrease Mn-content in the eastern part of the Bangombé plateau and impact on the economic evaluation of the Mn-carbonates. Currently, the protore is structured by post-sedimentary faults, which lead to a non-continuity of the high Mn levels on the Bangombé plateau.
Le Bassin de Franceville situé au SE du Gabon présente une série de black shales (Formation FB) d'âge Paléoprotérozoïque (2,1 Ga) surmontant les grès de la Formation FA. Ce bassin peu déformé et non métamorphique représente une archive exceptionnelle des processus de dépôt de cette période de l’histoire de la Terre où la vie commence à se développer. En particulier, la Formation FB contient le protore d'un gisement mondial d'oxydes de manganèse exploité par la société Eramet-Comilog. L’objectif de ce travail est de préciser les conditions de formation de ce protore et de le replacer dans l’histoire du remplissage du bassin. Ce protore d'une épaisseur moyenne de 75 m est constitué de carbonates de manganèse ; il a fait l'objet d'une récente campagne de 24 forages carottés d'une profondeur moyenne de 125 m sur le plateau de Bangombé.A travers une approche pluridisciplinaire comprenant l'étude de ces forages et des affleurements clefs du bassin, ce travail porte sur la caractérisation i) de l'environnement de dépôt du protore et des séries qui l'encadrent (du toit du FA au toit du FB) ; ii) du mode de formation des carbonates de Mn à 2,1 Ga et iii) de l'architecture et de la répartition des hautes teneurs en Mn du protore qui représente un gisement potentiel du futur.L’étude pétro-sédimentaire détaillée a permis de distinguer neuf unités (U1 à U9) au sein de la Formation FB organisées suivant un cycle rétrogradant jusqu’à U5 puis progradant jusqu’à U9. Ce découpage montre une évolution du milieu de dépôt depuis un domaine de shoreface contrôlé par des courants deltaïques (U1) évoluant vers des dépôts d’offshore restreint (U2). Ce bassin enregistre ensuite un système de chenaux-levées turbiditiques (U3) qui alimentent un réseau d'injectites reconnu sur l’ensemble du Pl. de Bangombé et qui traverse 150 m de série (U4 à U7) en affectant le protore et ainsi les teneurs en Mn. L'environnement de dépôt du protore (U5 et U6) marque l’isolement du bassin qui devient affamé et contrôlé par une sédimentation biochimique à l’origine du dépôt des carbonates de Mn. L'Unité 7 correspond à la réouverture des apports détritiques en domaine d'offshore supérieur puis en domaine de shoreface dominé par des dépôts de tempêtes et de chenaux sous-aquatiques deltaïques (U8), et enfin lagunaire (U9) dans lequel apparaissent les premiers métazoaires de l’histoire de la planète, suivant une séquence régressive.Une étude géochimique a permis de préciser les conditions de dépôt du protore qui se forme en milieu alcalin anoxique à sub-oxique. Dans ce milieu, nous montrons pour la première fois une précipitation directe des carbonates de Mn sous forme bactériomorphe induite par l'activité photosynthétique des cyanobactéries qui consomment le CO2/HCO3 et conduisent à une augmentation du pH favorable à la formation des carbonates de Mn. L'activité cyanobactérienne est conditionnée par l’absence de courants de fond qui augmentent la turbidité du milieu et stoppent cette dernière.Les corrélations diagraphiques et séquentielles permettent de préciser la répartition spatiale et temporelle du FB permettant ainsi de replacer le protore dans l’histoire tectono-sédimentaire du bassin. Une première phase syn-tectonique (U1 à U3) contrôle l’épaisseur et la mise en place de dépôts turbiditiques dans les parties subsidentes, de dépôts argileux sur les pentes et de dépôt de carbonates sur les hauts-fonds. La seconde phase post tectonique (U4 à U7) permet la mise en place de dépôts relativement isopaques, bien que le protore enregistre une subsidence plus importante au nord du Pl. de Bangombé. On observe ainsi, sur le Plateau de Bangombé, des teneurs en Mn qui augmentent vers le sud alors que l’épaisseur du protore augmente vers le NNE. Postérieurement au dépôt du FB, le protore est structuré par des failles qui le compartimentent en touches de piano limitant ainsi sa continuité sur le Plateau de Bangombé.
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