Les cours d’eau et leurs bassins versants sont des systèmes complexes et en équilibre dynamique. Si l’on connait qualitativement assez bien la plupart des processus dont ils sont le siège (ex. transport de matière organique et de sédiments, transformation des litières, etc…), il est beaucoup plus difficile d’en avoir une représentation pertinente à la bonne maille compte tenu de l’emboitement d’échelles des processus, des déterminants terrestres agissant sur les milieux aquatiques et surtout des différents facteurs de stress qui s’y combinent. Nous avons mené une exploration dont le but était de rechercher les causes souvent multiples de dégradation de l’état écologique, d’en connaître l’étendue spatiale et la gravité, pour être en mesure de recommander des actions efficaces de restauration. Dans la première partie de cette thèse, nous avons développé des modèles explicatifs de l’état écologique à large échelle capables de donner des réponses applicables aux échelles de décision et de gestion, à savoir européenne, nationale et régionale avec comme objectif principal de comparer les relations entre les pressions combinées représentées par l’occupation du sol et l'état écologique des cours d’eau de quatre pays européens: la France, la Slovaquie, l'Estonie, et le Royaume-Uni (Angleterre et Pays de Galles). Cette étude a permis (i) d’établir une hiérarchie des catégories d’occupation du sol influant sur l'état écologique, en particulier l'agriculture et l'urbanisation, (ii) d’identifier des tendances régionales dans ces relations pression-impact et (iii) d’évaluer le poids relatif de la pression à l‘échelle du bassin et du corridor rivulaire, et l’effet tampon des zones rivulaires suivant la nature de leur couverture. Dans une deuxième partie, nous avons construit un corpus de modèles capables d’expliquer d’une part la variabilité des indices biologiques utilisés dans les réseaux et de prédire d’autre part l’état écologique des masses d’eau françaises non suivies par le réseau de contrôle et de surveillance (RCS). Cette étude a permis de montrer que : (i) le facteur le plus impactant pour l’état biologique qu’il soit mesuré à partir des macroinvertébrés, des poissons ou des diatomées était la physico-chimie, suivie de l’occupation du sol et de l’hydromorphologie et (ii) l’utilisation de ces trois types de pressions permettait de développer des modèles prédictifs de l’état biologique robustes et fiables. Dans une troisième partie, nous avons voulu tester si les relations entre les pressions à l'échelle locale et l'état écologique étaient hiérarchiquement influencées par la typologie régionale (basée sur les caractéristiques géographiques naturelles et les forces motrices). Ceci nous a permis de montrer que la prise en compte d’une typologie basée sur les forces motrices des bassins versants ne remettait pas en cause la hiérarchie des effets des pressions sur la biologie. Enfin, dans une quatrième et dernière partie, nous avons développé une approche nouvelle qui propose de prendre en compte les connaissances sur l’organisation des échelles et sur les liens entre pressions et état écologique, en construisant et en analysant un modèle structurel qui a permis de relier entre elles des variables latentes correspondant aux pressions d’occupation du sol, hydromorphologiques et physico-chimiques et d’analyser in fine leur effet sur l’état écologique mesuré ici à travers l’I2M2. Le développement de ce modèle a montré : (i) l’effet important de l’occupation du sol sur l’hydromorphologie et sur la physico-chimie et l’effet indirect qui en découle sur les macroinvertébrés, (ii) l’effet de l’hydromorphologie sur la mosaïque de substrats, la dynamique des nutriments et de la matière organique, impliquant un effet indirect majeur sur les macroinvertébrés / The rivers and their watersheds are complex systems in dynamic balance. If processes acting in stream are relatively well known (organic matter and sediment transport, litter degradation, etc ...), it is much more difficult to have a relevant representation of this functioning considering the hierarchy of scales, land determinants affecting aquatic environments and combined multiple stressors. We conducted an exploration whose purpose was to seek the multiple causes of degradation of the ecological status, to know the spatial extent and severity and to be able to recommend effective restoration actions. In the first part of the thesis, we developed large-scale models, based on existing data, to give answers applicable to the decision and management scales, i.e. European, national and regional. The main was to compare the relationships between the combined pressures represented by land cover and the ecological status of running waters in four European countries: France, Slovakia, Estonia, and UK (England and Wales). This first study allowed us i) to establish the hierarchy of the major influences that impact ecological status, particularly agriculture and urbanisation, ii) to identify regional patterns in these pressure-impact relationships and iii) to evaluate the relative weight of the pressures acting at the basin and riparian corridor scales, and the possible buffering effect of riparian land cover. In the second part of the thesis, we built a corpus of models capable of explaining the variability of the biological indices used in the survey network and also predict the ecological status of non-monitored water bodies in France. This permits to demonstrate that : (i) the parameters characterizing the load of nutrients and organic matter had a predominant effect on the three compartments, followed by land use and hydromorphology, (ii) it is possible to build models capable of predicting ecological status that are efficient and easily transferable, using data of different scales that influence the functioning of hydrosystems. In the third part, we tested if the relationships between local scale pressures and ecological status are hierarchically influenced by regional patterns (such as natural physiographic and/or driving forces). Introducing hierarchical factors in multi-stress models can lead to slight variations in responses of organisms to pressures according to their natural characteristics and their driving forces acting at catchment scale. And in the last part, the purpose of our approach was to take into account the nested scale organisation and the links between anthropogenic pressures and river ecological status by building - and analysing the results of - a model based on the PLS path modelling method. This method can be used to simultaneously analyse the effects of latent variables corresponding to land-use, hydromorphological and physico-chemical pressures on the ecological status of rivers, synthetically measured in this study by the macroinvertebrate-based French biotic index for wadeable rivers (I2M2). The development of this model should allow us to demonstrate : (i) the importance of land use effect exerted on both hydromorphology and physico-chemistry and their translation as an indirect effect on biological condition of streams, (ii) that hydromorphological alterations had an effect on substrates structure and nutrients and organic matter concentrations implying that hydromorphology has a major indirect effect on macroinverteb

Les milieux côtiers subissent de fortes pressions dues aux activités anthropiques. Ces pressions vont parfois impacter les écosystèmes benthiques. En Europe, des réglementations internationales, telle que la Directive Cadre sur l’Eau (DCE), ont vu le jour. La DCE a fixé un cadre pour obtenir le retour et le maintien d’un bon état écologique pour les masses d’eau côtières, jusqu’à un mile de la côte. Pour vérifier si ce bon état écologique est atteint, des outils de mesure adaptés et performants sont nécessaires. L’utilisation d’indices biotiques basés sur les faunes de foraminifères benthiques est un des moyens pour mesurer l’état des écosystèmes. Ces indices basés sur les faunes de foraminifères sont en pleine expansion, notamment en Méditerranée. En termes de méthodologie, nous avons pu améliorer une technique de concentration des foraminifères benthiques par séparation par densité, qui accélère le traitement des échantillons. L’indice TSI-Med a la particularité d’apporter une correction pour l’état trophique naturel, c’est-à-dire le taux d’enrichissement naturel en matière organique, sur la base de la granulométrie du sédiment. Nos données suggèrent néanmoins que cette correction est encore insuffisante. Nous avons également comparé plusieurs indices biotiques basés sur les faunes de foraminifères benthiques le long des côtes méditerranéennes françaises. Les indices basés sur la diversité, notamment l’exp(H’bc), ne sont pas adaptés à notre zone d’étude oligotrophe. Les indices basés sur les groupes écologiques d’espèces que nous avons testés (TSI-Med, Foram-AMBI et FSI) sont plutôt bien corrélés. Le principal facteur qui va induire des différences entre ces indices est la liste d’assignation écologique des espèces. Trop d’espèces n’ont pas encore été assignées et l’assignation de plusieurs espèces majeures est problématique. Néanmoins, nous avons montré que ces indices sont efficaces à détecter l’impact d’un enrichissement en matière organique diffus et/ou provenant de source ponctuelle, telle que les rejets de stations d’épuration (côte israélienne). Pour perfectionner ces indices, des efforts de caractérisation écologique des espèces doivent être poursuivis. / Coastal environments suffer from anthropogenic activities. Various types of pressure can have large impacts on benthic ecosystems. In Europe, international regulations, such as the Water Framework Directive (WFD), have been implemented. The WFD aims to attain and sustain a good ecological status for all coastal waters, up to one mile from the coast. To verify whether this good status has been reached, adapted and efficient measuring tools are needed. The use of biotic indices based on foraminiferal faunas are a mean to assess the ecosystem status. The use of indices based on foraminiferal faunas rapidly increases, especially in the Mediterranean. In terms of methodology, we were able to improve a method to concentrate benthic foraminifera by density separation, which accelerates the sample treatment. The TSI-Med index includes a correction to take into account the natural trophic state, i.e., the natural enrichment rate in organic matter, on the basis of sediment grain size. However, our data suggest that the applied correction is still insufficient. We also compared several biotic indices based on benthic foraminiferal faunas along the French Mediterranean coast. Indices based on diversity, such as the exp(H’bc), are not suited for our oligotrophic study area. The results of three tested indices based on ecological groups (TSI-Med, Foram-AMBI, FSI) are well correlated. The main factor inducing differences between the indices is the list of ecological assignments for the various species. In general, too many species have not yet been assigned to ecological categories and the assignment of several major species is problematic. Nevertheless, we show that the indices are already efficient in detecting the impact of diffusive organic matter enrichment or enrichment from point sources, such as sewage outlets (Israelian coast). To further perfection the foraminiferal indices, the efforts of ecological assignments of species have to be continued

Le but de cette thèse est de mieux connaître les effets des activités anthropiques sur l'état de conservation des habitats côtiers importants (forêts de Cystoseira et trottoirs à Vermets) dans une région peu connue de la Méditerranée : la côte Libanaise. Plusieurs approches sont appliquées pour la première fois le long de la côte Levantine, tel que l'indice CARLIT (cartographie des communautés benthiques du littoral rocheux), un outil conçu pour évaluer l’Etat Ecologique (EE) dans le cadre de la Directive des Eaux (DCE 2000/60/UE). La description générale du littoral Libanais, résumant les principales caractéristiques environnementales et les activités anthropiques influençant les communautés benthiques, a souligné que la côte Libanaise a été (et est actuellement) soumis à plusieurs pressions de plusieurs origines. L'application du CARLIT, basé sur les communautés de macroalgues a fourni des idées importantes sur l’EE actuel de la côte rocheuse Libanaise en relation avec les impacts humains et a permis d’établir une cartographie détaillée de la répartition et de l'abondance des communautés côtiers, en particulier des forêts de Cystoseira et de Sargassum). L'étude de certains trottoirs à Vermets Libanais a permis d’évaluer leur état actuel en fonction des différentes pressions humaines et confirmer qu’ils sont très affectés et que peu sont encore vivants. Dans une perspective future et avec la découverte de pétrole et du gaz dans les eaux Libanaises, les écosystèmes marins Libanais seront soumis à plusieurs nouveaux menaces ; les recherches de cette thèse présentent une base de référence de l’EE de ces écosystèmes, permettant de les conserver et suivre leur évolution. / The aim of this study was to provide further knowledge of the effects of anthropogenic disturbance on the conservation status of important shallow habitats (vermetid reefs, Cystoseira forests) in a relatively poorly known region of the Mediterranean Sea: the Lebanese coast. Multiple approaches were applied for the first time along the Levantine Sea, such as the CARLIT (CARtography of rocky-shore LITtoral communities) index, a tool conceived to quantify the Ecological Status (ES) in the framework of the Water Directive (WFD 2000/60/EU). A general description of the Lebanese coastline, summarizing the major environmental features and anthropogenic activities influencing benthic communities, highlighted that Lebanon has been (and is at present) subject to multiple stressors. The application of the CARLIT, based on macroalgal, gives important insights on the ES of Lebanese ecosystems in relation to human impacts and provides a detailed cartography on the distribution and abundance of shallow communities, and in particular Cystoseira and Sargassum forests. The survey of some Lebanese vermetid reefs allowed the evaluation of their current status according to different human pressures and highlighted that they are highly affected by human pressures and only few of them are still alive. In a view of the upcoming oil and gas discovery offshore Lebanon, Lebanese marine ecosystems are under multiple and massive threats; the data provided in the research performed provide a baseline of the distribution and conservation status of key habitats along Lebanese coasts, in order to follow their evolution and to have a management tool in case of catastrophic oil spills.

Notre recherche doctorale propose, sur la base des résultats d’une expérimentation menée dans la haute vallée de la Sèvre niortaise, une contribution à la théorisation de ce que pourrait être une pratique paysagiste de la médiation environnementale par le paysage. A l’initiative de ce travail se trouve l’interrogation formulée par le Conseil Général des Deux-Sèvres quand aux modalités et aux dispositifs qui pourraient favoriser une « gestion intégrée » de la ressource hydrique et de l’aménagement des cours d’eau. Le questionnement du CG79 intervient alors que les politiques publiques en la matière se réordonnent autour d’une stratégie de « restauration écologique » comprise comme un retour à un état avant « perturbations anthropiques ». A rebours de ces conceptions fondées sur l’image d’une nature menacée par l’homme, nous proposons d’aborder la problématique environnementale et celle des politiques associés dans leurs irréductibles hybridités socio-écologiques ainsi que dans leurs multiples échelles spatio-temporelles. Or pour penser la question environnementale et l’action en la matière comme un objet complexe, les sociétés ont besoin d’objets intermédiaires. Par ce terme, on entend tous les moyens matériels et conceptuels employés dans l’action collective pour diagnostiquer, se coordonner et agir. L’hypothèse fondatrice de notre recherche est que le paysage peut, à condition de se doter de méthodes, constituer un objet intermédiaire entre société et environnement. On considère en effet le paysage comme un reflet des relations socio-écologiques qui offre la possibilité de se représenter le complexe environnemental et de l’inscrire à la croisée des expertises et des logiques d’acteurs. Dans cette perspective, nous parlerons de médiation paysagère. Ce paysage-reflet, toutefois, n’est pas donné d’avance. La première tâche de la médiation paysagère est de le construire et de le faire exister comme tel aux yeux de la communauté humaine concernée. Pour ce faire, la connaissance scientifique joue un rôle de premier plan. Loin d’être un obstacle à la délibération et à la concertation, elle doit au contraire activer un processus de décryptage, et d’interprétation collective. Dans cette perspective, la singularité de notre démarche est d’inscrire au cœur de la médiation une recherche historique qui en constitue la « ressource cognitive ». / Any water policy oscillates between multiple vocations - social, environmental, economic, patrimonial - and arouses frequent controversies. It deploys itself according to sectorized actions, to contradictory interests and to different social representations. Today, the confliction about river landscapes re-organizes itself around a new purpose promulgated by the Water Framework European Directive: reach the " good ecological state " in 2015. Therefore, the rearrangement of the intentionality of the action is the context of my doctoral research. This one approaches the landscape at the same time as object of the knowledge and as decision-making tool. I postulate, that in front of the diversity of the social expectations and in front of the multiplicity of the objectives to be seized by the decision-makers, it is important to be able to refer to a frame integrator of reflection and action. The landscape constitutes for me this frame. In this perspective, it is envisaged as a tool of mediation capable of bringing a new "socio-territorial contract". The hypothesis of the landscape mediation thus constitutes the horizon of my contribution, which presents the methodological foundations of an approach which, applied to the case of the river landscapes of the Sèvre niortaise, is leaned on the construction and the sharing of an historical knowledge. / Toda política del agua oscila entre preocupaciones y vocaciones múltiples – sociales, ambientales, económicas, patrimoniales… - y suscita frecuentes controversias. Con ella se ponen en marcha acciones sectorizadas en las que participan diferentes actores con intereses contradictorios y sistemas de representación social bien diferenciados. Hoy en día, los conflictos en relación con los paisajes del fondo del valle se reorganizan alrededor de un nuevo objetivo promulgado por la Directiva Marco Europea del Agua : alcanzar el « buen estado ecológico » de los ríos en el año 2015. Es en este contexto de cambio en las políticas del agua en el cual se basa mi investigación doctoral, en la cual se aborda el paisaje a la vez como objeto de conocimiento e instrumento de ayuda en las decisiones. Se postula que frente a la diversidad de las esperas sociales y los múltiples objetivos a tener en cuenta por los responsables de la gestión del agua, es importante poder referirse a un marco integrador de reflexión y acción. Para mi, el paisaje constituye este marco. En esta perspectiva, el paisaje se contempla como una herramienta de mediación capaz de construir un nuevo «contrato social y territorial ». La hipótesis de la mediación a través del paisaje constituye el horizonte de esta tesis, que presenta los fundamentos metodológicos de un procedimiento que, aplicado al caso de la Sèvre niortaise, se apoya en el hecho de construir y compartir conocimientos históricos.

L'objectif principal de cette thèse était d'étudier la dynamique spatiale et temporelle de la structure des communautés de poissons du fleuve Mékong en aval et du grand lac Tonlé Sap au Cambodge. Les deux systèmes sont fortement liés et caractérisés par les systèmes d'inondation pulsés. À l'aide d'approches multivariées sur des bases de données piscicoles, environnementales et des traits fonctionnels des taxons étudiés, j'ai pu mettre en évidence : * les gradients longitudinaux des caractéristiques physicochimiques des eaux et l'importance relative des facteurs environnementaux dans la structuration des communautés de poissons à large échelle ; * la structure temporelle des communautés de poissons qui est fortement liée aux traits fonctionnels des taxons et déclenchée par les crues occasionnées du système * la structure de base du réseau trophique et l'état écologique du système d'inondation pulsé qui est perturbé par la pression anthropique. Ces résultats ont démontré leurs valeurs quant à leurs potentiels de transferts vers la compréhension écologique et la gestion durable des ressources de pêches dans le système d'inondation pulsé en Asie tropicale en relevant que : * la connectivité entre le fleuve Mékong et le lac Tonlé Sap est indispensable pour les poissons pour compléter leurs cycles de vie, et la conservation devrait prioritairement s'effectuer au milieu du Mékong où se trouve la plus forte diversité. * dans le système d'inondation pulsé, la structure temporelle des communautés dépend des dynamiques des crues, donc l'aménagement des cours d'eau est à éviter au maximum. * la compréhension bioécologique complète des communautés et leurs relations trophiques sont primordiales pour la mise en place des plans de gestion et de conservation à long terme. / The main objective of the thesis was to study the spatial and temporal dynamics of fish community structure in Lower Mekong river basin and Tonle Sap Great Lake in Cambodia. These two systems are strongly connected to each other and characterised by flood pulse system. By using the multivariate approaches on the fish, environmental and fish functional traits data sets, I am able to highlight: * the longitudinal gradients of physicochemical characteristics of water and the relative importance of environmental factors in explaining the large scale patterns of fish community; * the temporal structure of fish community, which is strongly linked to functional traits of fish and trigged by the pulse dynamics of the system; * the baseline trophic structure model and ecological health assessment of flood pulse system, which is disturbed by anthropogenic pressure. These results have demonstrated their values as well as their potentials to transfers toward an ecological understanding and sustainable fisheries resource management of the flood pulse system in tropical Asia by suggesting: * the connectivity between Mekong river and Tonle Sap lek is essential for fish to complete their life cycle and also the conservation should be done in the middle part of Lower Mekong river where containing the highest diversity; * in flood pulse system, the temporal structure of fish community strongly depend on the dynamics of pulses; therefore any river development must be strictly prohibited; * complete bio-ecological understanding of communities and their trophic relationships are crucial to the establishment of long-term management and conservation plans.

Les pressions anthropiques peuvent avoir une influence négative sur la qualité de l’eau et sur la capacité d'un lac à fournir des services écosystémiques (SÉ). Cependant, une approche intégrant les connaissances écologiques et sociales nécessaires pour identifier les lacs les plus à risque de perdre leurs SÉ fait actuellement défaut. Nous fournissons ici un cadre qui intègre l'état écologique des lacs, les menaces pour la qualité de l’eau et l’utilisation des SÉ récréatifs à des échelles régionales pour identifier les zones vulnérables. En utilisant les données de plus de 660 lacs échantillonnés à travers le Canada, une classification régionale des lacs basée sur les caractéristiques biophysiques de lacs peu impactés a été déterminée. L'écart des lacs impactés par rapport aux caractéristiques naturelles de leur région a permis d'identifier les concentrations d'azote total et de chlorure comme les indicateurs les plus constants d’une altération de l’état écologique des lacs par l’activité humaine. L'état écologique, le niveau de menace et l’utilisation des SÉ ont été combinés et cartographiés avec un modèle de couleur additif. Les lacs du sud de l'Ontario et du Québec étaient les plus préoccupants, car ils étaient très altérés, menacés et fortement utilisés. Les lacs situés près des centres urbains des deux côtes étaient altérés et utilisés, mais apparemment moins menacés, tandis que ceux des Prairies étaient altérés et menacés, mais moins utilisés. Notre nouveau cadre fournit la première biogéographie socio-écologique des lacs canadiens et constitue un outil de gestion prometteur pour évaluer l'état et la vulnérabilité des lacs. / Anthropogenic pressures can negatively influence water quality and a lake's ability to provide ecosystem services (ES). However, an approach that integrates the ecological and social knowledge needed to identify lakes most at risk of losing their ES is currently lacking. Here, we provide a framework that integrates lake ecological status, water quality threats, and recreational ES use at regional scales to identify vulnerable areas. Using data from over 660 lakes sampled across Canada, a regional classification of lakes based on the biophysical characteristics of low impact lakes was determined. The deviation of impacted lakes from the natural characteristics of their region identified total nitrogen and chloride concentrations as the most consistent indicators of altered ecological state of lakes due to human activity. Ecological status, threat level and ES use were combined and mapped using an additive color model. Lakes in southern Ontario and Quebec were of greatest concern as they were highly altered, threatened and heavily used. Lakes near urban centers on both coasts were altered and used, but apparently less threatened, while those in the Prairies were altered and threatened, but less used. Our new framework provides the first socio-ecological biogeography of Canadian lakes and is a promising management tool for assessing lake state and vulnerability.