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Impact de la stochasticité liée au mélange turbulent sur la dynamique du phytoplancton

Baudry, Jérémy (2015). Impact de la stochasticité liée au mélange turbulent sur la dynamique du phytoplancton. Mémoire. Rimouski, Québec, Université du Québec à Rimouski, Institut des sciences de la mer de Rimouski, 84 p.

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Résumé

RÉSUMÉ: L'utilisation de la simulation numérique pour l'étude de la dynamique du phytoplancton a reçu un grand intêret de la part de la communauté scientifique autant à des fins théoriques que comme outil de gestion des écosystèmes marins. Le présent mémoire adresse la question de la représentation du phytoplancton dans les modèles. Il y est présenté une comparaison entre les formulations Eulérienne (population-centré) et Lagrangienne (individus-centré) d'un modèle simple de croissance du phytoplancton dans le but: 1) de caractériser l'importance de la prise en compte de la variabilité entre les différents membres d'une population, liée à leur historique de vie dans la colonne d'eau ainsi que 2) d'évaluer la manière dont le régime de turbulence module cette importance. La première partie de ce mémoire caractérise le comportement numérique et physique du modèle Lagrangien en fonction de la valeurs des paramètres utilisés dans le but d'établir un cadre précis pour la paramétrisation du modèle. La seconde partie présente le modèle biologique utilisé ainsi que les résultats de la comparaison des deux formulations. Les principaux résultats de cette étude montrent que l'omission de la variabilité entre individus dans les modèles Eulériens induisent une surestimation allant jusqu'à 15% de la biomasse totale selon certaines conditions de mélange et que cette erreur est directement liée à la présence de gradients environnementaux ainsi qu'à la non-linéarité des processus biologiques. -- Mot(s) clé(s) en français : Modélisation Lagrangienne, modélisation Eulérienne, phytoplancton, mélange turbulent. -- ABSTRACT: Numerical models of phytoplankton dynamics are extensively used by the scientific community both for theoretical investigation and as a management tool for marine ecosystems. This thesis addresses the question of the representation of phytoplankton in models. A comparison between the Eulerian (population based) and Lagrangian (agent based) formulations of a simple model of phytoplankton growth is presented in order to: 1) characterize the importance of accounting for intrapopulation variability induced by different life histories of the cells in the water column, and 2) evaluate the role of turbulence in the establishment of this variability. The first part of this thesis characterizes the numerical and physical behaviour of the Lagrangian model as a function of the parameter values in order to provide a robust framework for the parametrization of the model. The second part of the thesis presents the biological model used and the results of the comparison. The main outcomes is that not taking into account of variability among individuals in Eulerian models induces a overestimation up to 15% of the total biomass depending on mixing conditions. This error directly depends on the presence of environmental gradients and the non-linearity of biological processes. -- Mot(s) clé(s) en anglais : Lagrangian modeling, Eulerian modeling, phytoplankton, turbulent mixing.

Type de document: Thèse ou Mémoire (Mémoire)
Directeur de mémoire/thèse: Dumont, Dany
Co-directeur(s) de mémoire/thèse: Schloss, Irene et Maps, Frédéric
Informations complémentaires: Mémoire présenté dans le cadre du programme de maîtrise en océanographie en vue de l'obtention du grade de maître ès sciences.
Mots-clés: Phytoplancton Biomasse Modelisation Representation Stochasticite Lagragien Eulerien Melange Turbulence
Départements et unités départementales: Institut des sciences de la mer de Rimouski (ISMER) > Océanographie
Déposé par: DIUQAR UQAR
Date de dépôt: 24 avr. 2017 17:41
Dernière modification: 24 avr. 2017 17:41
URI: http://semaphore.uqar.ca/id/eprint/1158

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