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Le biofloc est un système d’élevage intensif avec un faible renouvellement d’eau ; ainsi se développe une population diversifiée de micro-organismes (micro-algues, zooplanctons et bactéries) associée à de la matière organique qui forme les floculats. Ces derniers jouent le double rôle de filtre biologique et de complément alimentaire. Cette thèse a pour objectif de mieux comprendre le fonctionnement de ce système d’élevage et ses interactions avec la crevette Litopenaeus stylirostris. Dans cet objectif général s’inscrit deux objectifs plus spécifiques : (i) mesurer les gains zootechniques apportés par l’élevage en biofloc (ii) étudier les interactions trophiques entre le milieu d’élevage et la crevette en lien avec les performances zootechniques. Nos résultats montrent des gains relatifs de l’élevage en biofloc aux niveaux de la survie, de la croissance, des performances de reproduction des femelles et de la qualité de leur progéniture. Ces meilleures performances s’expliquent par la contribution de la productivité naturelle, estimée entre 37 et 40%, dans l’alimentation de la crevette. Ce complément d’aliment, outre d’être toujours disponible dans le milieu d’élevage, apporte de l’énergie, des nutriments et des molécules bioactives. L’aliment naturel représente une source nutritive de lipides, particulièrement riche en phospholipides et en acides gras polyinsaturés, qui sont essentiels pour la reproduction et le développement des larves en phase de lécitotrophie ; ces lipides sont accumulés dans la glande digestive et les œufs des femelles élevées en biofloc. L’aliment naturel est également une source de glutathion, puissante molécule antioxydante, qui contribue au renforcement du système des défenses anti-radicalaires de la crevette et protège les lipides insaturés de la peroxydation, une cause du stress oxydant. Les bactéries sont prépondérantes dans la productivité naturelle d’un élevage en biofloc et contribuent donc à l’alimentation de la crevette. Aussi, dans le dernier volet de cette thèse, nous avons caractérisé la diversité taxonomique et l’abondance des bactéries du milieu d’élevage et montré son influence sur le microbiote intestinal des crevettes. De façon générale, nous observons une meilleure santé des animaux élevés en biofloc qui se traduit par une régulation positive des gènes impliqués dans l’immunité et les défenses anti-radicalaires après un stress au peroxyde d’hydrogène. Ainsi, les effets positifs de l’élevage en biofloc sur les survies, les croissances et la reproduction ont pour origine le complément d’aliment apporté par la productivité naturelle / Biofloc is an intensive rearing system with zero or minimal water exchange where a diverse population of microorganisms (microalgae, zooplankton and bacteria) develops in association with organic matter to form the floc particles. These particles play the double role of biological filter and dietary supplement. This dissertation aims to better understand the process of this rearing system and its interactions with the Litopenaeus stylirostris shrimp. Two specific objectives were integrated within the framework of this general objective: (i) to measure the production gain from biofloc rearing and (ii) to study the interaction between biofloc environment and shrimp and to assess its role on production performances of shrimps. Thus, our results show production gains of shrimp reared in biofloc in terms of survival, growth, reproductive performances and quality of larvae. This better performance can be explained by the contribution of natural productivity, estimated between 37 and 40%, in shrimp food. This food supplement, constantly available in the environment, provides energy, nutrients and bioactive molecules. The natural productivity represents a source of lipids, in particular of phospholipids and polyunsaturated fatty acids, which were essential for the reproduction and development of larvae during the lecitotrophic stage; these lipids were accumulated in digestive gland and eggs from females reared in biofloc. The natural food is also a glutathione source, a powerful antioxidant molecule, which contributes to strengthen antioxidant defense system of shrimps and protects lipids against peroxidation, a cause of oxidative stress. Bacteria were dominant in natural productivity of biofloc environment and contribute to shrimp food. Thus, in the last part of this dissertation, we characterized the taxonomic diversity and abundance of bacteria in biofloc environment and showed their influence on shrimp intestinal microbiota. Generally, we observed a better health of biofloc resulting in up-regulation of the studied genes involved in immunity and anti-radical defenses after oxidative stress with hydrogen peroxide. The positive effects of biofloc rearing on survival, growth and reproduction originate from food complement provided by natural productivity.

La production de crevettes en Indonésie est en constante augmentation de part sa surface et l'intensification de ses élevages. Cette filière contribue au développement économique en milieu rural, à la sécurité alimentaire nationale, à l'emploi et au commerce extérieur. Cependant, ce développement rapide s'est accompagné d'effets écologiques et sociaux négatifs. Le développement de maladies dans les élevages ainsi que la dégradation de l'environnement côtier a conduit à l'abandon de 250 000 hectares de bassins dans le pays. Leur réhabilitation dans le cadre d'une activité durable est aujourd'hui une priorité pour le gouvernement indonésien.L'objectif de cette thèse est de développer des outils et des méthodes, basées sur de l’imagerie satellites à très haute résolution spatiale (THRS), (1) pour une meilleure gestion des sites de production et (2) pour réhabiliter les sites abandonnés. L'estuaire de la Perancak situé dans la Province de Bali, une zone de production en déclin, a été choisi comme site pilote. Ce travail a été réalisé dans le cadre du projet INDESO dont l'objectif était de fournir des outils et des méthodes pour une meilleure gestion des ressources côtières et marines en Indonésie.Le premier outil développé pour objectif de cartographier automatiquement les bassins d'élevage. A cet effet, une méthode basée sur la détection des contours a été mise en place et comparée à deux autres méthodes, la première basée sur la méthode de croissance des régions, la seconde sur une classification non supervisée (plus particulièrement la méthode Isocluster). Notre méthode a permis de détecter une forte proportion de bassins avec une meilleure précision.Le second outil avait pour objectif de distinguer les bassins actifs des bassins abandonnés. Un indicateur intégré (IPAI) basé sur quatre critères identifiés sur les images THRS que sont la présence d'eau, d'aérateur(s), de ponton(s) d'alimentation et de végétation, a été développé. Cet indicateur permet de distinguer significativement un bassin actif d'un bassin inactif. La présence de ponton est le critère qui s'est révélé être le plus discriminant.Cet indicateur a été utilisé sur l'estuaire de la Perancak pour suivre la dynamique d’abandon des bassins, liée au développement des maladies dans les élevages, entre 2001 et 2015. Deux facteurs de risque conduisant à l'abandon ont été mis en évidence : le climat et le positionnement des bassins au sein de l'estuaire. Ces résultats suggèrent qu'une approche spatiale doit être prise en compte pour la réhabilitation des bassins. Trois zones ont été définies à partir de leur résilience spatiale aux maladies. Le niveau de connectivité entre des bassins via le réseau hydrologique augmente le risque d'abandon. A noter que la présence actuelle des pathogènes (White Spot Syndrome Virus, WSSV) dans les bassins et probablement dans l'environnement génère une mémoire écologique défavorable à la réhabilitation de fermes aquacoles de crevettes.A partir de ces résultats, une première proposition de plan pour réhabiliter les bassins abandonnés a été formulée dans le cadre d'une approche écosystémique. Pour lutter contre les maladies, ce plan suggère de développer une aquaculture multi-trophique intégrée (AMTI), basée sur la diversité des espèces élevées et de leur positionnement dans la chaine trophique, à l'échelle de l'estuaire. Les méthodes et les études qui doivent être conduites pour rendre opérationnelle cette proposition sont discutées. / Shrimp farming production in Indonesia has continuously increased through a large expansion of cultured areas and stocking density intensification. This activity supports rural economic development and contributes to national food security, employment and foreign exchange earnings. However, this development has generated adverse ecological and social effects. As consequences of diseases and environmental degradations, there are currently 250,000 ha of abandoned ponds. Their rehabilitation, within a sustainable aquaculture framework, is actually a high priority for the Indonesian government.The objective of the present PhD work was to develop tools and methodologies to (1) enable better management for operating sites of shrimp industry and (2) rehabilitate abandoned sites using very high-resolution satellite (VHRS) imagery. The Perancak Estuary, located in Bali Province, is the production area in decline that has been chosen as study site. This work has been carried out in the frame of the INDESO project which was assigned to develop and provide tools and methods for better management of marine and coastal resources in Indonesia.The first developed tool was an automatic classification procedure for aquaculture mapping. A method based on Edge Detection on VHRS images was proposed and compared with those generated by Region Growing segmentation and unsupervised classification Isocluster. Edge Detection method could successfully create aquaculture map in the Perancak estuary by identifying a large proportion of existing ponds, with good overall accuracy.To implement effective procedure for appropriate aquaculture ecosystem assessment and monitoring, the second tool was an Integrated Pond Activity Indicator (IPAI). It aimed to discriminate active from abandoned ponds and was developed based on four criteria using VHRS images. Those criteria were: presence of water, aerator, feeding bridge and vegetation. This indicator succeeded in detecting active pond with a good accuracy, and feeding bridge appeared to be the most discriminant criteria.This second indicator has then been applied to the Perancak estuary to highlight the abandonment dynamic due to disease between 2001 and 2015. Two risk factors that could contribute to explain dynamics of abandonment were identified: climate conditions and pond locations within the estuary, suggesting that a spatial approach should be integrated in planning processes to operationalize pond rehabilitation. Three areas were defined based on their disease resilience. Ponds connectivity through water network increased the risk of disease development. The continued presence of shrimp pathogen species in ponds and probably in the environment (i.e. White Spot Syndrome Virus, WSSV) may generate ‘ecological memories’ that prevent to the return of shrimp productive system.These results were used to establish a first proposal of rehabilitation plan using an ecological approach. At the whole ecosystem scale, the development of an integrated multi-trophic aquaculture (IMTA), based on the diversity of cultured species and their trophic status would be implemented. Methods and studies that would be conducted to operationalize sustainable pond rehabilitation are briefly discussed.