Modelisation de la variabilite saisonniere et de la sensibilite au climat des productions glacielle et pelagique de la baie d'Hudson

Le systeme de la baie d'Hudson, comprenant la baie d'Hudson, la baie James, le detroit d'Hudson et le bassin de Foxe, represente la plus grande mer interieure des regions polaires. Sa situation geographique et oceanographique, ainsi que son immense bassin versant, lui conferent un role predominant dans le climat regional du Canada, mais aussi une importante sensibilite face aux changements du climat recemment observes. Nous avons donc utilise au cours de cette these des outils de simulation numerique afin de mieux comprendre la variabilite spatio-temporelle de ces ecosystemes polaires et leurs capacites d'adaptation face aux changements climatiques.;Le troisieme chapitre de cette these a integre cette composante glacielle de production primaire a un modele de production planctonique preexistant adapte au cas particulier des environnements polaires. Ce modele a permis de generaliser les connaissances deja acquises sur ce systeme, distinguant quatre sous-systemes aux caracteristiques physiques et biologiques tres dissemblables : le detroit d'Hudson, l'ouest et l'est de la baie d'Hudson et le bassin de Foxe. L'ensemble des caracteristiques physico-chimiques determinent la productivite de chacun des sous-systemes, ainsi que la contribution relative des algues de glace a la production primaire totale. L'ouest de la baie apparait comme largement influence par un couvert de glace persistant mais peu epais (polynie), et par des apports en sels nutritifs suffisants pour soutenir un bloom d'algues de glace et un bloom relativement important de phytoplancton. Les conditions inverses prevalant dans l'est de la baie (fort couvert de glace associe a de faibles concentrations en sels nutritifs) induisent logiquement des productions beaucoup plus faibles pour ces deux composantes principales de la production primaire. Au contraire, dans le detroit d'Hudson, le couvert de glace trop mince (fonte rapide) associe a des apports continus en sels nutritifs (melange important) est defavorable a la production des algues de glace mais soutient en revanche un bloom tres important de phytoplancton. Enfin, le bassin de Foxe est un sous-systeme a lui seul reunissant (par sa situation geographique notamment) les conditions observees pour l'ensemble des trois autres sous systemes (stratification, melange, glaces minces et epaisses...).;La tres forte variabilite spatio-temporelle (a l'echelle de la saison) simulee par ce modele a ete soumise a un scenario simple de changement climatique base sur l'augmentation des temperatures de l'air. Les productions glacielles et pelagiques sont globalement favorisees en reponse directe a la diminution du couvert de glace (et non a sa disparition). L'augmentation de la lumiere disponible pour les algues de glace a la base du couvert de glace, mais aussi dans la colonne d'eau favorise ainsi des blooms plus precoces au printemps. A l'augmentation de la production primaire totale du systeme, est associee une augmentation de la production secondaire et une intensification des flux de matiere organique particulaire vers le benthos. La sensibilite a l'augmentation des temperatures de l'air semble donc indiquer que l'on peut s'attendre, pour les prochaines decennies, a une intensification des cycles biogeochimiques dans le systeme de la baie d'Hudson, bien que le scenario presente ici ne tienne pas compte de toutes les sources de variabilite associees au changement futur du climat (c.a.d. precipitations, vents, circulation atmospherique). (Abstract shortened by UMI.);Le chapitre 2 est entierement dedie au developpement d'un modele de production des algues de glace et a son couplage au modele physique 3D couple glace de mer -- ocean du systeme de la baie d'Hudson. Ce modele donne une reponse coherente et realiste de la production des algues de glace a la limitation de la lumiere par le couvert de glace, ainsi qu'aux concentrations en sels nutritifs dans la colonne d'eau. La forte variabilite spatio-petite echelle dans le bassin de Foxe), sont lies a la presence de zones de production de glace (polynies) a l'ouest tandis que l'est represente une zone d'accumulation de glace peu favorable a la penetration de la lumiere et donc a la croissance des algues de glace, et ce malgre leur capacite de photoacclimation dont le modele tient compte. Cette premiere etude donne une estimation de la production glacielle de ce systeme de l'ordre de 3 a 4 g C m-2 y-1. En comparant avec les estimations recentes de la production primaire totale du systeme (30-50 g C m-2 y-1), les algues de glace contribueraient donc de facon importante a la dynamique biologique de cet ecosysteme.