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Remerciements Je remercie les membres du jury d’avoir bien voulu participer à cette évaluation. La mesure des paramètres du cycle du carbone tient une grande part dans mes travaux et a nécessité l’utilisation de différents instruments. Je tiens à remercier les ingénieurs et techniciens, Maurice Duchaffaut, Bernard Brient, Roger Ling, Greg Jameson, Théo Danguy, Laurence Beaumont, Antoine Guillot, Denis Diverrès, Stéphane Jacquin, Fabrice Roubaut, Francis Gallois, Bernard Schauer, Christian Brunet, Claude Mignon, qui m’ont aidée à développer et à faire fonctionner les différents systèmes que j’ai utilisés tout au long de mes recherches depuis ma thèse jusqu’à ce jour. J’ai bénéficié de l’expertise des équipes dans lesquelles j’ai travaillé, celles de Gil Michard au Laboratoire des Géochimie des Eaux (LGE) de Paris 7, de Liliane Merlivat au Laboratoire d’Océanographie Dynamique et de Climatologie (LODYC), d’Andy Watson au Plymouth Marine Laboratory (PML) puis à l’University d’East Anglia (UEA) et de Jim Aiken et Arnold Taylor à PML. Je remercie aussi Sabine Arnault et Chantal Andrié pour leurs encouragements dès ma thèse et leur aide pour mon retour en France. Ma gratitude va également à Susan Knox, Chris George, Tony Bale pour leur soutien, leurs conseils et leur amitié lors de mon séjour en Angleterre. 2
TABLE DES MATIERES I BILAN DES RESULTATS SCIENTIFIQUES.......................................................................... 4 Introduction............................................................................................................................... 4 1. Méthodes et instrumentation CO ......................................................................................... 5 2 1.1. Le système des carbonates ............................................................................................. 5 1.2. Calcul du flux de CO .................................................................................................... 6 2 1.3. Mesure de la fugacité de CO dans l’océan et l’atmosphère.......................................... 7 2 1.3.1. Détection infrarouge................................................................................................ 8 1.3.2. Colorimétrie ............................................................................................................ 9 1.4. Les réseaux d’observations .......................................................................................... 10 1.4.1. Mesures sur navires marchands ............................................................................ 10 1.4.2. Bouées instrumentées............................................................................................ 13 2. Variabilité de la fugacité de CO dans l’océan ................................................................... 14 2 2.1. Les échanges air-mer.................................................................................................... 15 2.2. Circulation océanique et processus physiques ............................................................. 17 2.2.1. Les régions subtropicales et l’effet thermodynamique ......................................... 17 2.2.2. Les régions d’upwelling........................................................................................ 20 2.3. Processus biologiques .................................................................................................. 22 3. Distribution des puits et sources de fCO par synthèses de données .................................. 26 2 3.1. Construction d’algorithmes.......................................................................................... 26 3.2. Cartes de fugacité et de flux de CO ............................................................................ 29 2 3.2.1 Analyse objective................................................................................................... 29 3.2.2. Réseau de neurones............................................................................................... 31 4. Evolution temporelle du puits de CO dans l’océan ........................................................... 33 2 4.1. L’Atlantique nord......................................................................................................... 33 4.2. L’océan mondial........................................................................................................... 35 Conclusions............................................................................................................................. 38 II PERSPECTIVES..................................................................................................................... 41 1. Le réseau d’observations et les données collectées............................................................. 41 1.1. Les navires marchands ................................................................................................. 41 1.2. Les séries temporelles en point fixe............................................................................. 43 1.3 Les synthèses de données.............................................................................................. 44 2. Etude de la variabilité haute fréquence ............................................................................... 45 2.1. Les observations........................................................................................................... 45 2.2. Modélisation à une dimension ..................................................................................... 46 3. L’Atlantique tropical........................................................................................................... 47 3.1. Caractéristiques de la zone........................................................................................... 47 3.2. Rôle de la salinité......................................................................................................... 49 3.3. Estimation du flux air-mer de CO à l’échelle du bassin............................................. 52 2 4. Coopération avec les pays du sud ....................................................................................... 54 4.1. L’Atlantique ouest........................................................................................................ 54 4.2. Le golfe de Guinée....................................................................................................... 55 5. Développement instrumental .............................................................................................. 57 III BIBLIOGRAPHIE ................................................................................................................. 59 IV LISTE DES TRAVAUX........................................................................................................ 67 V COPIES DE SIX PUBLICATIONS SELECTIONNEES....................................................... 70 3
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III BIBLIOGRAPHIE Andrié, C., C. O
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Gaspar, P., Y. Gregoris, and J.M. L
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Lefèvre, N., A.J. Watson, and A.R.
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IV LISTE DES TRAVAUX Brevet Brevet
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Atmospheric and Oceanic Technology,
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