Caractérisation des communautés phytoplanctoniques et des propriétés optiques de l'estuaire maritime et du Golfe du Saint-Laurent

Boismenu, Alycia (2025). Caractérisation des communautés phytoplanctoniques et des propriétés optiques de l'estuaire maritime et du Golfe du Saint-Laurent. Mémoire. Rimouski, Université du Québec à Rimouski, Institut des sciences de la mer de Rimouski (ISMER), 83 p.

PDF Télécharger (3MB) | Prévisualisation

Résumé

RÉSUMÉ : Le phytoplancton joue un rôle fondamental dans la fixation du carbone et en tant que producteur primaire à la base des réseaux trophiques dans les écosystèmes marins. Dans un contexte de changements climatiques et de pressions anthropiques, comprendre sa dynamique spatio-temporelle est crucial. Ce mémoire de maîtrise répond au besoin de mieux caractériser les communautés phytoplanctoniques et les propriétés optiques de l'estuaire maritime et du golfe du Saint-Laurent (EGSL), un système côtier complexe et productif. Il vise également à évaluer la performance d'algorithmes de télédétection des types fonctionnels de phytoplancton (PFTs), conçus principalement pour les océans ouverts, mais souvent inadaptés aux eaux côtières complexes comme celles de l'EGSL. Pour atteindre ces objectifs, deux campagnes océanographiques ont été réalisées durant les étés 2021 et 2022. Des échantillons d'eau ont été prélevés pour des analyses pigmentaires par chromatographie liquide à haute performance (HPLC) et pour des analyses de cytométrie en flux permettant d'identifier la distribution des classes de taille. Des mesures des propriétés optiques intrinsèques (absorption particulaire et absorption de la matière organique dissoute colorée) et apparentes (réflectance de la surface de l'eau) ont également été réalisées. Une classification hiérarchique sur composantes principales a permis d'identifier cinq communautés phytoplanctoniques distinctes, montrant une forte variabilité spatiale entre l'estuaire et le golfe. Selon une analyse de pigments diagnostiques, les diatomées dominaient la plupart des groupes, surtout dans l'estuaire et à l'ouest de l'île d'Anticosti. Les haptophytes étaient plus abondants dans le golfe et autour de l'île d'Anticosti, les prokaryotes dans les eaux libres du golfe, et les algues vertes à l'est de l'île d'Anticosti. L'analyse des propriétés optiques a révélé que l'absorption de la lumière aux courtes longueurs d'onde était majoritairement due à la matière organique dissoute colorée, caractéristique des eaux de type Cas 2. L'étude des spectres de réflectance a permis d'identifier quatre types optiques d'eau, bien que leur correspondance avec les communautés phytoplanctoniques soit restée limitée. L'évaluation de l'algorithme opérationnel du Copernicus Marine Service pour les PFTs (Xi et al., 2021) a montré une faible performance dans l'EGSL, soulignant l'importance d'adapter les algorithmes aux spécificités optiques régionales. Cette étude met ainsi en évidence la diversité des communautés phytoplanctoniques, l'influence majeure de la matière organique dissoute colorée sur les propriétés optiques ainsi que la nécessité de développer des outils de télédétection mieux calibrés pour les environnements côtiers complexes et pour pallier les limites des méthodes utilisées. -- Mot(s) clé(s) en français : phytoplancton, pigments, propriétés optiques, Saint-Laurent, télédétection. --
ABSTRACT : Phytoplankton play a fundamental role in carbon fixation and as primary producers at the base of the food webs in marine ecosystems. In a context of climate change and anthropogenic pressures, understanding their spatio-temporal dynamics is crucial. This master's thesis responds to the need to better characterize phytoplankton communities and optical properties of the Lower Estuary and Gulf of St. Lawrence (EGSL), a complex and productive coastal system. It also aims to evaluate the performance of phytoplankton functional types (PFTs) remote sensing algorithms, designed primarily for open oceans, but often unsuited to complex coastal waters such as those of the EGSL. To achieve these objectives, two oceanographic campaigns were carried out during the summers of 2021 and 2022. Water samples were collected for pigment analysis by high-performance liquid chromatography and for flow cytometry analysis to assess size class distribution. Measurements of inherent (particle absorption and colored dissolved organic matter absorption) and apparent optical properties (water surface reflectance) were also carried out. A hierarchical clustering on principal components identified five distinct phytoplankton communities, showing strong spatial variability between the estuary and the gulf. According to a diagnostic pigment analysis, diatoms dominated most groups, especially in the estuary and to the west of Anticosti Island. Haptophytes were more abundant in the gulf and around Anticosti Island, prokaryotes in the open waters of the gulf, and green algae in the eastern part of Anticosti Island. Analysis of optical properties revealed that light absorption at short wavelengths was predominantly due to colored dissolved organic matter, characteristic of Case 2 waters. The study of reflectance spectra identified four optical water types, although their correspondence with phytoplankton communities remained limited. The evaluation of the Copernicus Marine Service algorithm for PFTs (Xi et al., 2021) showed poor performance in the EGSL, underlining the importance of adapting algorithms to regional optical specificities. This study thus highlights the diversity of phytoplankton communities, the strong influence of colored dissolved organic matter on optical properties and the need to develop better-calibrated remote sensing tools for complex coastal environments and to overcome the limitations of existing methods. -- Mot(s) clé(s) en anglais : phytoplankton, pigments, optical properties, St. Lawrence, remote sensing.

Type de document :	Thèse ou mémoire de l'UQAR (Mémoire)
Directeur(trice) de mémoire/thèse :	Bélanger, Simon
Co-directeur(s) ou co-directrice(s) de mémoire/thèse :	Nozais, Christian et Gosselin, Michel
Information complémentaire :	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 marin - Québec (Province) - Saint-Laurent, Estuaire du - Télédétection; Phytoplancton marin - Saint-Laurent, Golfe du - Télédétection; Pigments végétaux - Québec (Province) - Saint-Laurent, Estuaire du; Pigments végétaux - Saint-Laurent, Golfe du; Estuaire maritime du Saint-Laurent; Propriétés optiques.
Départements et unités départementales :	Institut des sciences de la mer de Rimouski (ISMER) > Océanographie
Date de dépôt :	09 févr. 2026 19:15
Dernière modification :	09 févr. 2026 19:15
URI :	https://semaphore.uqar.ca/id/eprint/3426