Variabilité de la connectivité et du recrutement au sein d'une métapopulation marine

La connectivité des populations marines est un élément majeur de la démographie des métapopulations, car elle constitue le lien entre les sous-populations. Chez les invertébrés marins ayant un cycle vital bentho-pélagique, la connectivité se produit au cours de la dissémination larvaire, laquelle est principalement dirigée par les courants marins. L’objectif principal de cette étude est de mettre en évidence la variabilité de la connectivité dans les métapopulations marines, et particulièrement pour les populations de Mytilus spp. dans l’estuaire maritime du Saint-Laurent. L’objectif secondaire consiste à analyser les variations spatiotemporelles de la colonisation et du recrutement dans ce système, car ils représentent des processus essentiels de la connectivité. (1) Les différentes méthodes pour mesurer la connectivité et sa variabilité sont exposées, ainsi que leur applicabilité dans différents systèmes. Après avoir décrit les principaux facteurs influençant la connectivité, les éléments moteurs d’une telle variabilité et leurs implications pour les métapopulations marines et la gestion de la biodiversité sont discutés. (2) Par ailleurs, des études sur le terrain ont été effectuées et ont révélé une variabilité saisonnière et interannuelle de la colonisation de Mytilus spp. dans l’écosystème boréal du Saint-Laurent. Ces observations ont montré que la colonisation, faisant suite à la phase initiale de dissémination larvaire (c.-à-d. large échelle spatiale), se déroule sur une ou deux courtes périodes (de 1 à 2 semaines) au cours de la saison de reproduction. De plus, une phase de colonisation secondaire effectuée par des stades post-métamorphiques (juvéniles) a été démontrée tout au long de la saison de reproduction. Cette phase constitue une part importante de l’ensemble de la colonisation observée, particulièrement dans les semaines suivant les évènements de recrutement primaire larvaire et les périodes de tempête. (3) Finalement, une méthode géostatistique, basée sur la relation entre la biomasse d’adultes et le recrutement dans les différentes sous-populations, a permis de mettre en évidence un couplage démographique homogène à une distance de 12-24 km au cours des cinq années d’études, dans la direction du courant dominant. Dans l’ensemble, cette étude confirme de manière empirique l’importance des fluctuations de la biomasse d’adultes, de la colonisation et du recrutement pour déterminer la variabilité de la connectivité des métapopulations marines et supporte ainsi les études théoriques considérant ces fluctuations.Connectivity of marine populations represents a key element of metapopulation demography, as it links local populations. For marine invertebrates with a bentho-pelagic life cycle, connectivity occurs during the dispersive larval stage, which is primarily driven by marine currents. The main objective of this study was to show the variability of connectivity within marine metapopulations, especially for Mytilus spp. populations in the St. Lawrence maritime estuary. The secondary objective was to further analyse the spatiotemporal variations of settlement and recruitment in this system, since these processes are essential for connectivity. (1) Different methods to assess the variability of connectivity are described, as well as their applicability to different systems. Following a description of the main factors influencing connectivity, the drivers of variability and their implications for marine metapopulations and biodiversity management are discussed. (2) In addition, field studies were conducted and revealed seasonal and inter-annual variability of Mytilus spp. settlement in the boreal St. Lawrence marine ecosystem. These observations showed that settlement, following the initial larval dispersal phase (i.e. large spatial scale), occurred during one or two short periods of time (1 to 2 weeks) during the reproductive season. Moreover, there was also evidence for a secondary post-metamorphic settlement phase (juneniles) that extended over the entire reproductive season and represented a major part of the total settlement, particularly during weeks following primary larval settlement events and storms. (3) Finally, a geostatistic method, based on the relationship between adult biomass and recruitment in different local populations, identified homogeneous demographic coupling at scales from 12-24 km over a five year study, in the direction of the main current. Overall, this study empirically confirms the importance of variations in adult biomass, settlement, and recruitment in determining the variability of connectivity in marine metapopulations and supports theoretical studies considering such fluctuations

Visitor Use observation and monitoring in Mediterranean marine protected areas.: A handbook for managers.

International audienceIn all natural protected areas, irrespective of the type, it is the managers' role to reconcile environmental protection with their sites' opening to the public. Visitor impacts on protected habitats and species must be restricted, while fostering the positive effects of tourism on a social, cultural and/or economic level. To implement sustainable, balanced management, managers need to define the ecological conservation status of their site, and quantify and qualify the human activities to which it plays host. Knowledge of the natural environment has traditionally been the priority focus in protected areas. Managers have long used environmental conservation monitoring tools. Tools for monitoring visitor uses and the related socio-economic aspects, however, are less extensively developed and respond to more recent concerns. Today, managers are in search of standardised visitor use monitoring tools that will provide the data required to render visitor use compatible with site conservation, improve visitor and local community wellbeing, boost the positive effects of tourism, improve internal management and plan for future changes. This guide is the result of work carried out in cooperation by Mediterranean MPA managers and a team of scientists which has tested methods for studying visitor use with Port-Cros National Park in France.Afin de développer un tourisme écologiquement responsable, il est souhaitable de planifier la gestion des activités touristiques dans le cadre d'un plan de gestion qui est généralement associé aux aires marines protégées. Dans cette perspective, la connaissance et le suivi scientifique de la fréquentation et des impacts du tourisme sont une nécessité pour les gestionnaires soucieux de conserver un bon état environnemental à l'aire marine protégée. Les AMP doivent se donner les moyens, même minimum, pour suivre l'évolution des pratiques touristiques, avec la même conviction et des moyens comparables à ceux qui sont engagés pour le suivi du patrimoine naturel. L'observation régulière des usages, touristiques ou non, est une composante aujourd'hui incontournable pour une bonne gestion des espaces. La connaissance fine des activités touristiques permet au gestionnaire de mettre en œuvre les mesures de gestion nécessaires telles que le contingentement des visiteurs, l'aménagement des sites (mouillages organisés par exemple), les politiques tarifaires, la gestion des déchets, etc. Produit par le projet européen MedPAN Nord, coordonné par le WWF-France sous l'égide du réseau MedPAN des gestionnaires d'aires marines protégées de Méditerranée, le présent guide " Observer et suivre la fréquentation dans les aires marines protégées de Méditerranée " a pour vocation d'aider les gestionnaires à connaître et à mettre en œuvre les suivis des usages touristiques dans leur aire marine

Développement d'un code éléments finis pour simuler le soudage par ultrasons de matériaux composites = Development of a Finite element code for simulating the ultrasonic welding of composite materials

National audienceLe développement récent des matériaux composites à matrices thermoplastiques c'est accompagné de nouveaux moyens d'assemblages. Nous nous concentrons ici sur le soudage par ultrasons. Afin d'étudier l'influence des paramètres procédé sur la qualité d'une soudure, nous proposons une modélisation puis une simulation du procédé. La modélisation se fait à l'aide de deux problèmes mécaniques et d'un problème thermique. Un code de simulation multiphysique a été développé afin de résoudre ces trois problèmes. L'évolution que subit l'interface est simulé à l'aide d'une méthode de level-set et de contact unilatéral par pénalité. Les simulations en 2D sans modélisation du contact montrent que des porosités sont piégées à l'interface. Ceci est confirmé par les essais de soudage statique (sans mouvement de l'outil). Les simulations avec modélisation du contact permettent de mieux décrire l'écrasement à l'interface mais montrent des lacunes physiques. Le soudage dynamique avec avance de l'outil est un variant du procédé permettant de limiter les porosités à l'interface. La simulation de l'écoulement tridimensionnel qui en résulte est en cours. Elle devrait permettre d'expliquer la meilleure qualité de la soudure

Simulation numérique d'impact en dynamique rapide de matériaux hyper-élastiques par la méthode X-FEM

National audienceLa simulation numérique en dynamique rapide de structures composées de matériaux hyper-élastiques peut s’avérer fastidieuse surtout si l’on souhaite obtenir une bonne qualité de résultats. La distorsion excessive des éléments finis du maillage au cours du temps, qui conduit à une dégradation du pas de temps critique, impose par exemple l’utilisation de techniques de type ALE. Nous proposons dans cet article une méthode alternative consistant à utiliser un maillage régulier unique via la méthode X-FEM et dont le principal atout est de simplifier les procédures de remaillage

Thermal conductivity of InAs quantum dot stacks using AlAs strain compensating layers on InP substrate

International audienceThe growth and thermal conductivity of InAs quantum dot (QD) stacks embedded in GaInAs matrix with AlAs compensating layers deposited on (1 1 3)B InP substrate are presented. The effect of the strain compensating AlAs layer is demonstrated through Atomic Force Microscopy (AFM) and X-ray diffraction structural analysis. The thermal conductivity (2.7 W/m K at 300 K) measured by the 3ω method reveals to be clearly reduced in comparison with a bulk InGaAs layer (5 W/m K). In addition, the thermal conductivity measurements of S doped InP substrates and the SiN insulating layer used in the 3ω method in the 20-200 °C range are also presented. An empirical law is proposed for the S doped InP substrate, which slightly differs from previously presented results

Valorisation of local agro-industrial processing waters as growth media for polyhydroxyalkanoates (PHA) production

International audiencePolyhydroxyalkanoates (PHA) are bacterial polyesters usually produced from costly sugars or volatile fatty acids (VFAs). In this work, two processing waters rich in vegetable proteins and reducing sugars, i.e., a mixture of saccharose and stachyose in Leguminous Processing Water (LPW) and a mixture of glucose and fructose in Fruit Processing Water (FPW), were tested as growth medium for PHA production in a two-stage fermentation with a unique marine bacterial species: Halomonas i4786. In preliminary shake flask experiments, it was shown that the two media can effectively support the bacterial growth and the accumulation of PHA (evaluated using Nile Red staining). In batch cultivation mode in a 5-L fermentor, PHA productivities of 1.6 g L−1 and 1.8 g L−1 were further achieved within 72 h, in LPW and FPW respectively. Polymer characterization by Differential Scanning Calorimetry and Steric Exclusion Chromatography indicated that the two substrates led to the biosynthesis of polymers with different chain length, distribution and crystallinity. To summarize, these results show that by-products derived from local agri-food industry can be used as a user-adapted and cost-effective source to produce bio-sourced and biodegradable plastic material

Design of InGaAs/InP 1.55μm vertical cavity surface emitting lasers

International audienceThe design of an electrically pumped InGaAs quantum well based vertical cavity surface emitting laser (VCSEL) on InP substrate is presented. Such optically pumped VCSELs have already been demonstrated. To design electrically pumped VCSEL, three simulations steps are needed: optical simulation gives access to the electric field repartition, to design the active zone and the Bragg mirrors. Thermal simulation is helpful to design metallic contacts while the energy band diagram is obtained by electrical simulation to design the buried tunnel junction useful for carrier injection. All these simulations are compared to experiment

Self-assembled InAs quantum dots grown on InP (3 1 1)B substrates: Role of buffer layer and amount of InAs deposited

International audienceThe formation of InAs quantum dots by Stransky–Krastanow method on (3 1 1)B InP substrates has been studied. On Al0.48In0.52As alloy lattice matched on InP, large changes of the quantum dot structural characteristics have been observed as a function of the amount of InAs deposited and of the arsenic pressure during the InAs quantum dot formation. Small quantum dots (minimum diameter=20 nm) in very high density (1.3×1011 quantum dots per cm2) have been achieved in optimized growth conditions. These results are interpreted from the strong strain field interaction through the substrate at high density and from the InAs surface energy evolutions with the Arsenic pressure. The effect on quantum dot characteristics of the arsenic pressure during the growth of Al0.48In0.52As buffer layers has also been investigated. Despite the importance of this parameter on the Al0.48In0.52As clustering, weak changes have been observed

VCSEL à fils quantiques présentant une émission laser de 1647 à 1542 nm

National audienceLes lasers à cavité verticale émettant par la surface (VCSEL) présentent de grands intérêts pour des applications variées (télécommunication, capteurs, ..), d'autant plus si ces derniers s'avèrent stables et accordables en longueur d'onde. Au-delà du procédé technologique utilisé, cette dernière propriété est aussi très limitée par l'extension du gain spectral de la zone active. Nous présentons ici la réalisation d'un VCSEL émettant à 1.55 μm, et présentant une émission laser sur une plage en longueur d'onde de 105 nm