Caractérisation des couches minces phytoplanctoniques et comparaison des mécanismes les affectant dans l'estuaire maritime du Saint-Laurent et dans la baie de Monterey

RESUME: L’objectif central de cette recherche est l’etude des mecanismes qui affectent la formation, le maintien et la destruction des couches minces phytoplanctoniques. Deux environnements marins cotiers differents ont ete compares. Le premier, la Baie de Monterey, est une baie ouverte situee sur la cote ouest de la Californie. Le deuxieme, le Golfe et l’Estuaire Maritime du Saint-Laurent (EMSL), est un systeme situe sur la cote est du Canada. Des donnees a haute resolution issues d’un vehicule autonome sous-marin et d’un vehicule sous-marin ondulant ont ete utilisees respectivement dans la Baie de Monterey et dans l’EMSL. Les resultats de cette analyse montrent des tendances differentes selon les regions. Les couches minces etaient moins frequentes, moins intenses et plus epaisses dans le Saint-Laurent par rapport a la Baie de Monterey. L’analyse suggere que les zones frontales ont induit une circulation dynamique favorable et ainsi permis le developpement de couches minces. Leurs mecanismes de formation etaient le cisaillement vertical et le processus d’intrusion de masses d’eau dans le Saint-Laurent tandis que dans la Baie de Monterey ce phenomene a pu etre explique par la croissance in situ du phytoplancton. Nous emettons l’hypothese que le cisaillement et la natation convergente des cellules etaient aussi des mecanismes impliques dans la Baie de Monterey. Dans le Saint-Laurent, les valeurs maximales de cisaillement etaient trouvees au centre des couches minces. De plus, de faibles valeurs du taux de dissipation d’energie cinetique turbulente ont aussi ete mesurees a l’interieur des couches minces. Le vent a aussi influence la stratification et en consequence la presence ou l’absence de couches minces dans la Baie de Monterey. La stratification et les conditions stables (Ri > 0.25) etaient necessaires au maintien des couches minces dans les deux regions. Toutes les couches minces etaient localisees dans la nitracline dans la Baie de Monterey. Les couches minces n’avaient encore jamais ete etudiees dans le Saint-Laurent et cette etude represente donc une premiere etape dans ce sens. -- Mot(s) cle(s) en francais : Couches minces phytoplanctoniques ; Fronts ; Cisaillement ; Nitracline ; Diffusion turbulente ; Vent. -- ABSTRACT: The main goal of this research was to study the mechanisms affecting the formation, maintenance and destruction of phytoplankton thin layers. Two contrasting coastal marine environments were compared. The first one, Monterey Bay, is an open embayment located on the west coast of California. The second one, the Lower St. Lawrence Estuary (LSLE) and Gulf, is a semi-enclosed system located on the eastern coast of Canada. High-resolution data obtained from an autonomous underwater vehicle and an undulating underwater vehicle, were used in Monterey Bay and LSLE, respectively. Results of this analysis showed different trends in both regions. Thin layers were less frequent, less intense and thicker in the St. Lawrence than in Monterey Bay. The circulation associated with frontal zones induced favorable conditions for the development of thin layers. Their formation mechanisms were the vertical shear and intrusion process in the LSLE, while it was in situ growth of phytoplankton in Monterey Bay. We hypothesize that shear and convergent swimming were also involved in Monterey Bay. In the LSLE, maximum shear values were found at the center of thin layers. Moreover, low values of dissipation rate of the turbulent kinetic energy were also measured inside thin layers. Wind stress influenced the stratification and consequently the presence or absence of thin layers in Monterey Bay. Stratification and stable conditions (Ri > 0.25) were necessary to maintain thin layers in both regions. Thin layers were all located in the nitracline in Monterey Bay. This work represents the first study of thin layers in the St. Lawrence. -- Mot(s) cle(s) en anglais : Thin phytoplankton layers; Fronts; Shear; Stratification; Nitracline; Turbulent diffusion; Wind stress.