Variabilité de la production primaire et de l'exportation du carbone organique particulaire dans la zone mésopélagique de l'océan Atlantique nord-ouest lors du déclin d'un bloom printanier de diatomées

La comprehension des processus determinant l'efficacite de transfert de la matiere organique depuis la zone euphotique vers l'ocean profond est essentielle afin de mieux apprehender le fonctionnement de la pompe biologique oceanique de carbone. Neanmoins, une telle comprehension demeure limitee du fait du manque de connaissances relatives aux processus affectant la matiere organique lors de son exportation dans la zone mesopelagique. Dans ce contexte, cette these vise a decrire la variabilite des flux de carbone organique particulaire (COP) dans la partie superieure de la zone mesopelagique (50-150 m) de l'ocean Atlantique nord-ouest, lors du declin du bloom printanier et sa transition vers des conditions de post-bloom. La variabilite des flux de COP est mise en relation avec les changements temporels de la production, la biomasse, la composition specifique et la structure de taille des communautes phytoplanctoniques. Cette etude a permis de decrire le declin de l'un des blooms les plus productifs rapportes pour les eaux ouvertes des latitudes temperees de l'ocean Atlantique Nord, sous l' influence d'une limitation de la production primaire par la disponibilite en nitrate. Durant le declin du bloom, le gros phytoplancton (~5 ! lm), principalement des diatomees centrales, dominait la production primaire et la biomasse phytoplanctonique. En conditions de post-bloom, le systeme precedemment etudie a ete remplace par un systeme productif domine par les flagelles de petite taille (0,7-5 ! lm). L'analyse de la contribution relative du petit et du gros phytoplancton a la production et la biomasse phytoplanctonique totale a permis de proposer que la biomasse du petit phytoplancton est preferentiellement broutee par le microzooplancton tandis que celle du gros phytoplancton a tendance a s'accumuler dans la zone euphotique. Cette accumulation de cellules phytoplanctoniques est confirmee par la presence d 'un maximum profond de chlorophylle a (MPC) au voisinage de la base de la zone euphotique, juste au-dessus de la nutricline, qui s'est maintenu pendant toute la duree de l'etude. Une diminution des flux verticaux de COP sous la base de la zone euphotique (50 m) a ete observee durant toute la duree de l'etude. Cette diminution etait correlee a la diminution de la production du gros phytoplancton. Malgre ces changements, les flux verticaux de COP a 150 m n'ont pas presente de variations temporelles importantes. L' analyse des profils verticaux de flux de COP avec la profondeur a permis de mettre en evidence la reduction du recyclage de la matiere organique dans la zone mesopelagique lors du declin du bloom. De plus, l'intensite du recyclage de la matiere organique dans la zone mesopelagique etait positivement correlee a l'exportation verticale de COP depuis la zone euphotique. Ces resultats demontrent que les communautes heterotrophes mesopelagiques sont capables de repondre rapidement et proportionnellement aux variations des apports de COP depuis la zone euphotique. Ils mettent egalement en lumiere le role determinant des variations a court terme du recyclage du materiel organique par les organismes heterotrophes dans la zone mesopelagique en regard a l'efficacite de transfert du COP en profondeur. Un budget de carbone organique particulaire et dissous a ete etabli pendant le declin du bloom. Pendant cette periode, 67 % du COP des 150 premiers metres de la colonne d' eau est reste en suspension alors que 30 % a ete recycle par les heterotrophes et 3 % a ete exporte en dessous de 150 m. Le maintien dans les 150 premiers metres de la colonne d' eau d'une importante biomasse de COP reflete l'accumulation de cellules phytoplanctoniques au niveau du MPC. Ces resultats temoignent egalement de l'incapacite des heterotrophes a utiliser toute la biomasse de carbone organique disponible dans cette couche. Cette difficulte a transformer le carbone organique present dans les eaux de surface est confirmee par la reduction du recyclage du COP dans la zone mesopelagique lors du declin du bloom. Le bilan de carbone a permis d'estimer le rapport entre la production primaire totale et la respiration par la communaute heterotrophe lors du declin du bloom. Ce rapport est en faveur de l' autotrophie nette du systeme etudie. Ce resultat est en accord avec le consensus voulant que l'ocean Atlantique Nord soit un puits oceanique de carbone.