Rôle des processus meso-échelle sur la distribution d'oxygène dans la zone de minimum d'oxygène du Pacficic Tropical Nord-Est

Cette thèse présente une analyse multiple de la dynamique de l'oxygène aux échelles régionale et côtière, respectivement dans la zone d'entrée du golfe de Californie (GCE) et dans la zone côtière de Mazatlán (Mexique). La variabilité de l'oxygène dans cette région résulte d'une interaction entre les processus océaniques naturels et les pressions anthropiques locales. La zone de minimum d'oxygène (OMZ) est une caractéristique fondamentale du Pacifique tropical nord-oriental (NETP), qui influence fortement les cycles biogéochimiques régionaux et les écosystèmes marins, en agissant comme une barrière à la distribution de la majorité des organismes aérobies. Le GCE est une zone de transition où la limite de l'OMZ interagit avec des masses d'eau bien oxygénées et qui présente une variabilité complexe. L'un des objectifs de cette thèse a été d'analyser la variabilité saisonnière et interannuelle de la limite de l'OMZ dans le GCE et d'identifier les principaux processus dynamiques qui la gouvernent. Pour mener cette analyse, une configuration régionale du modèle couplé dynamique-biogéochimique CROCO-PISCES a été implémentée. Les résultats ont montré que la limite supérieure de l'OMZ dans le GCE suit un cycle semi-annuel d'élévation et d'approfondissement, principalement contrôlé par le courant sub-superficiel vers le pôle et par un tourbillon anticyclonique récurrent se formant à l'entrée du golfe de Californie. La variabilité interannuelle de l'OMZ est associée à l'ENSO, les épisodes El Niño provoquant un approfondissement marqué et une contraction de l'OMZ dans le GCE, tandis que les épisodes La Niña favorisent son élévation et son expansion. Ces dynamiques à grande échelle apparaissent modulées par des ondes côtières piégées d'origine équatoriale qui influencent la circulation locale à mésoéchelle. En plus des OMZ, certaines zones côtières connaissent des conditions hypoxiques dues à une forte productivité et à la dégradation subséquente de la matière organique, qui peut être d'origine naturelle ou anthropique. Dans cette thèse, l'influence des rejets de matières organiques sur la variabilité de l'oxygène dissous dans la zone côtière de Mazatlán, une zone fortement impactée située sur la côte est de la GCE, adjacente à l'OMZ du NETP, a été analysée. Des épisodes d'hypoxie côtière y ont été observés, dont environ 50% sont attribués à l'upwelling côtier qui transporte vers la surface des eaux pauvres en oxygène issues de l'OMZ. Cependant, ce mécanisme n'explique pas les événements restants. Afin de vérifier l'hypothèse selon laquelle ces épisodes hypoxiques pourraient être provoqués par la dégradation de rejets anthropiques de matière organique, un modèle couplé hydrodynamique-qualité de l'eau (Delft3D-WAQ) a été utilisé. Les résultats ont montré que, dans des conditions normales (lorsque les rejets de matière organique respectent les niveaux réglementaires), les apports côtiers sont peu susceptibles de provoquer de tels épisodes hypoxiques. En revanche, des épisodes extrêmes de rejets de matière organique, probablement liés à des événements de fortes précipitations, peuvent induire des conditions hypoxiques comparables à celles observées dans Mazatlán. L'analyse a également permis d'identifier les zones les plus vulnérables à l'hypoxie ainsi que les principales sources de matière organique anthropique constituant une menace pour l'écosystème local. Bien que menées à des échelles différentes, les deux analyses sont fondamentalement interconnectées. La zone côtière de Mazatlán se situe à la limite d'une OMZ naturellement variable, et sa variabilité observée résulte de l'interaction complexe entre la circulation régionale, l'upwelling induite par le vent et les pressions anthropiques locales. Ces résultats apportent des éléments de compréhension sur ces dynamiques et constituent une base scientifique pour l'élaboration d'une stratégie de gestion intégrée tenant compte de l'interaction entre processus naturels et anthropiques.