Félicitations à Roxane Tzortzis (MIO-OPLC) qui a soutenu sa thèse le vendredi 9 Décembre 2022

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"Circulation à fine échelle et impact sur le plancton"

Directeur Andréa Doglioli, Maitre de conférences AMU
Co-Directeur : Gérald  GrégoriI, Chargé de recherche CNRS

Résumé de la thèse

Cette thèse a pour objectif d’étudier la circulation océanique à fine échelle et son impact sur le phytoplancton. La circulation océanique à fine échelle est caractérisée par des structures de l’ordre de quelques kilomètres, et de courte durée de vie (jours/semaines). La taille et le caractère éphémère de ces structures rendent leur étude par les mesures in situ particulièrement difficile, expliquant qu’elles aient été principalement étudiées grâce aux modèles numériques. Ces derniers ont montré que la dynamique à fine échelle joue un rôle clé dans de nombreux processus biogéochimiques, en particulier sur la production primaire. En effet, les vitesses verticales générées par des structures telles que les fronts ou les filaments, peuvent contrôler l’injection de nutriments dans la zone euphotique et influencer le développement du phytoplancton. Cependant des incertitudes demeurent, en particulier concernant l’influence des fronts sur la distribution des organismes phytoplanctoniques. Pour pallier à ce manque de connaissance il est indispensable d’enrichir les résultats issus de modèles numériques par ceux obtenus grâce aux mesures réalisées in situ. C’est pourquoi, il est nécessaire de développer des méthodologies pour effectuer des campagnes en mer capables d’échantillonner à haute fréquence spatiale et temporelle les structures de fine échelle, afin de suivre leur rapide évolution. Pour cibler les structures d’intérêt à mesurer in situ, l’utilisation conjointe des modèles numériques et des observations satellites s’avère être très efficace. C’est dans cette optique qu’a été menée la campagne PROTEVSMED-SWOT 2018, en Méditerranée occidentale, au sud des îles Baléares. La première partie de la thèse a été consacrée à l’exploitation des données de cette campagne. Ce travail a consisté dans un premier temps, à identifier une structure de fine échelle, en l’occurrence un front, à partir des données satellites et des mesures physiques réalisées in situ (ADCP, SeaSoar, TSG, etc). Les données de cytométrie en flux, récoltées automatiquement à haute fréquence, ont ensuite été exploitées afin d’identifier les groupes fonctionnels phytoplanctoniques présents et d’étudier leur répartition spatiale de part et d’autre de ce front. Dans la seconde partie de la thèse, un modèle de croissance du phytoplancton a été appliqué aux données de cytométrie, afin de reconstruire le cycle cellulaire et la dynamique du phytoplancton. L’objectif était d’expliquer la distribution particulière des abondances de phytoplancton, observée de part et d’autre du front. En effet, ce modèle a permis de calculer les taux de croissance et de division cellulaire des différents groupes phytoplanctoniques, dans les deux masses d’eau séparées par le front. Le contraste des taux de croissance et de division dans ces deux masses d’eau, contribue à expliquer la distribution des abondances de phytoplancton observée dans la première partie de ce travail. Bien que l’impact des fine échelles et en particulier des fronts sur la structure et la dynamique des communautés phytoplanctoniques ait déjà été mis en évidence par des travaux de modélisation, peu d’études in situ ont été menées à ce jour. De plus, la plupart de ces études ont eu lieu dans des courants comme le Gulf Stream ou le Kuroshio, régions connues pour générer des fronts intenses et persistants. L’originalité de cette thèse vient du fait que l’influence des fronts sur le phytoplancton a été aussi retrouvée en Méditerranée, dans une zone frontale moins énergétique et plus éphémère que celles décrites dans les études précédentes. D’autre part, cette région s’avère être très oligotrophe, comme la grande majorité de l’océan global. Enfin, la méthodologie mise en place au cours de cette thèse, ainsi que l’ensemble des données recueillies durant la campagne PROTEVSMED-SWOT 2018, serviront de base à la future campagne BIOSWOT prévue dans la zone de cross-over du satellite SWOT, quelques mois après son lancement en 2023.