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 compréhension des processus déterminant l'efficacité de transfert de la matière organique depuis la zone euphotique vers l'océan profond est essentielle afin de mieux appréhender le fonctionnement de la pompe biologique océanique de carbone. Néanmoins, une telle compréhension demeure limitée du fait du manque de connaissances relatives aux processus affectant la matière organique lors de son exportation dans la zone mésopélagique. Dans ce contexte, cette thèse vise à décrire la variabilité des flux de carbone organique particulaire (COP) dans la partie supérieure de la zone mésopélagique (50-150 m) de l'océan Atlantique nord-ouest, lors du déclin du bloom printanier et sa transition vers des conditions de post-bloom. La variabilité des flux de COP est mise en relation avec les changements temporels de la production, la biomasse, la composition spécifique et la structure de taille des communautés phytoplanctoniques. Cette étude a permis de décrire le déclin de l'un des blooms les plus productifs rapportés pour les eaux ouvertes des latitudes tempérées de l'océan Atlantique Nord, sous l' influence d'une limitation de la production primaire par la disponibilité en nitrate. Durant le déclin du bloom, le gros phytoplancton (~5 !lm), principalement des diatomées centrales, dominait la production primaire et la biomasse phytoplanctonique. En conditions de post-bloom, le système précédemment étudié a été remplacé par un système productif dominé par les flagellés de petite taille (0,7-5 !lm). L'analyse de la contribution relative du petit et du gros phytoplancton à la production et la biomasse phytoplanctonique totale a permis de proposer que la biomasse du petit phytoplancton est préférentiellement broutée par le microzooplancton tandis que celle du gros phytoplancton à tendance à s'accumuler dans la zone euphotique. Cette accumulation de cellules phytoplanctoniques est confirmée par la présence 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 durée de l'étude. Une diminution des flux verticaux de COP sous la base de la zone euphotique (50 m) a été observée durant toute la durée de l'étude. Cette diminution était corrélée à la diminution de la production du gros phytoplancton. Malgré ces changements, les flux verticaux de COP à 150 m n'ont pas présenté de variations temporelles importantes. L' analyse des profils verticaux de flux de COP avec la profondeur a permis de mettre en évidence la réduction du recyclage de la matière organique dans la zone mésopélagique lors du déclin du bloom. De plus, l'intensité du recyclage de la matière organique dans la zone mésopélagique était positivement corrélée à l'exportation verticale de COP depuis la zone euphotique. Ces résultats démontrent que les communautés hétérotrophes mésopélagiques sont capables de répondre rapidement et proportionnellement aux variations des apports de COP depuis la zone euphotique. Ils mettent également en lumière le rôle déterminant des variations à court terme du recyclage du matériel organique par les organismes hétérotrophes dans la zone mésopélagique en regard à l'efficacité de transfert du COP en profondeur. Un budget de carbone organique particulaire et dissous a été établi pendant le déclin du bloom. Pendant cette période, 67 % du COP des 150 premiers mètres de la colonne d' eau est resté en suspension alors que 30 % a été recyclé par les hétérotrophes et 3 % a été exporté en dessous de 150 m. Le maintien dans les 150 premiers mètres de la colonne d' eau d'une importante biomasse de COP reflète l'accumulation de cellules phytoplanctoniques au niveau du MPC. Ces résultats témoignent également de l'incapacité des hétérotrophes à utiliser toute la biomasse de carbone organique disponible dans cette couche. Cette difficulté à transformer le carbone organique présent dans les eaux de surface est confirmée par la réduction du recyclage du COP dans la zone mésopélagique lors du déclin du bloom. Le bilan de carbone a permis d'estimer le rapport entre la production primaire totale et la respiration par la communauté hétérotrophe lors du déclin du bloom. Ce rapport est en faveur de l' autotrophie nette du système étudié. Ce résultat est en accord avec le consensus voulant que l'océan Atlantique Nord soit un puits océanique de carbone