La compréhension des mécanismes de bioaccumulation des contaminants organiques persistants (POP) dans les réseaux trophiques marins est un enjeu majeur pour l'évaluation des risques environnementaux liés aux pressions anthropiques, notamment en zone côtière. Le plancton joue un rôle pivot dans le devenir des PCB dans l'environnement marin, notamment sur la base des observations de fortes concentrations de ces contaminants chez les zooplanctonophages. Les processus d'accumulation de ces contaminants au sein du plancton restent mal connus. Dans le cadre du projet COSTAS, les teneurs en PCB dans trois classes de tailles de plancton ont été étudiées en baie de Marseille entre sept. 2010 et oct. 2011. Les concentrations étaient fortes en comparaison à d'autres mesures réalisées dans le golfe du Lion. Du fait des apports variables en PCB, aucun «effet de dilution par la biomasse» n'a pu être détecté. Le niveau de contamination est fortement corrélé aux conditions météorologiques qui augmentent les concentrations en PCB dans l'eau. Le passé récent des organismes planctoniques, caractérisable par leur taille ou leur teneur en lipides, ne montre pas d'influence sur les teneurs observées. Le rapport C/N met en évidence l'importance de la contribution des détritus dans les niveaux de contaminations des différentes classes de taille. Une bioamplification modérée mais significative avec la position trophique est mise en évidence par les signatures de δ15N. La relation linéaire entre les BAF et log Kow indiquerait que le partage à l'équilibre avec la phase aqueuse suffit à contrôler les niveaux de PCB dans le plancton. / The understanding of bioaccumulation mechanisms of persistent organic pollutants (POP) in marine trophic networks is a major issue for scaling environmental risks linked to anthropogenic pressure, particularly in coastal areas. The plankton is assumed to play a pivotal role in the fate of PCBs in marine environment, as highlighted by the high concentrations found in planktivorous predators. However the accumulation processes of these contaminants in plankton are still poorly documented. The COSTAS project aimed at improving our knowledge on this issue. PCB levels in three plankton size-classes were studied in the bay of Marseilles (N-W Mediterranean Sea), between September 2010 and Octobre 2011. Measured PCB concentrations in Marseille bay plankton were high in comparison to those measured in other areas of the Gulf of Lion. No "dilution effect" was detected, due to the high variability in PCB inputs in the bay.receive, . The level of contamination in plankton appeared directly linked to weather conditions which increase the PCB concentration either through continental inputs or by sediment re-suspension events and hydrodynamic transport. The recent history of plankton organisms, derived from their size or their lipid content, had no influence on their PCB concentrations. The C/N ratio highlights the contribution of detritus in driving the contamination levels measured in the various size-classes. A moderate but significant bioamplification through planktonic trophic levels was highlighted using δ 15N signatures. The linear relationship between BAF and log Kow would indicate that the equilibrium with water phase is sufficient to control the PCB levels in the plankton.

La première partie de ce travail concerne l'origine, la nature et la distribution des hydrocarbures présents dans les sédiments superficiels côtiers entre le delta du Rhône et le port de Cassis. Les teneurs en hydrocarbures totaux sont comprises entre 10 mg.kg-1 à 260 mg.kg-1 séd. sec. Seule la station 21 (émissaire de Cortiou) a un taux d'hydrocarbures très élevé (1067 mg.kg-1 séd. sec) comparativement aux autres stations.Nous avons montré que les hydrocarbures présents dans les sédiments avaient des origines multiples : biogène (apports terrestres et organismes marins) pétrolière (rejets pétroliers), hydrocarbures saturés et pyrolytique (résidus de combustion naturelle ou de combustion pétrolière).La deuxième partie traite d'une expérimentation de contamination artificielle en condition in situ par 20 m de profondeur dans le Golfe de Fos. Nous avons étudié l'évolution des hydrocarbures au bout de 1220 jours sur le site « HycarFos » à l'aide de carottiers fortement contaminés par du BAL 250 (20 g.kg-1 séd. humide).Les principaux résultats de cette étude montrent une disparition importante des hydrocarbures saturés au bout de 1220 jours avec une disparition préférentielle des n-alcanes par rapport aux alcanes ramifiés. Cette évolution est très nette dans les sédiments de surface (0-4 cm) mais également, à un degré moindre, dans les sédiments plus profonds (8-10 cm). Nos résultats sont en parfait accord avec ceux relatifs à l'évolution des hydrocarbures déversés massivement après un naufrage tel que celui de l'Amoco-Cadiz en 1978 sur les côtes bretonnes ou celui de l'Exxon Valdez en1989 sur les côtes d'Alaska. / The first part of this work concerns the origin, the nature and the distribution of hydrocarbons present in the coastal surface sediments located between the delta of the Rhone and Cassis harbor. Total hydrocarbons levels ranged from 10 mg.kg-1 to 260 mg.kg-1 sed dry weight. Only station 21 (Cortiou outfall sewer) has a very high hydrocarbon content (1067 dry mg.kg-1 sed. dry weight) compared to the other stations. Origins of hydrocarbons in surficial sediments are multiple : biogenic (terrestrial inputs, marine organisms), anthropogenic (petroleum contamination) and pyrolytic (residues of natural or anthropogenic combustions) The second part of the work deals with a study of the fate of oil in infralittoral coastal sediments. A field experimentation of artificial contamination has been conducted by 20 m of depth. We studied the evolution of hydrocarbons during a 1220 days period using PVC cores with or without a massive addition of crude Arabian Light oil (20 g.kg-1 sed wet.).The results of this study show clearly an important disappearance of saturated hydrocarbons after 1220 days with a preferential disappearance of n-alkanes compared to branched alkanes. This evolution is very well marked in the surface sediments (0-4 cm) but also, at a least degree, in the deeper sediments (8-10 cm). Our results are in good agreement with those related to the evolution of hydrocarbons in highly contaminated sediments by oil spills such as the Amoco-Cadiz in 1978 on the Brittany coasts or the Exxon Valdez in 1989 on the Alaska coasts.

Cette thèse porte sur l’étude de la dynamique du zooplancton de deux écosystèmes Méditerranéens, la Baie de Marseille (France) et le Canal de Bizerte (Tunisie). Le mésozooplancton de la Baie de Marseille a été prélevé à la station SOMLIT de mars 2009 à juillet 2011 et étudié à l’aide de deux méthodes d’analyse (la loupe binoculaire et le ZooScan). Les résultats obtenus nous ont permis de caractériser à la fois le stock (abondance et biomasse) et la structure (composition taxonomique et spectre de taille) de la communauté zooplanctonique. Une succession saisonnière de la structure de la communauté zooplanctonique a été observée, et qui est principalement commandée par la température et les blooms phytoplanctoniques. Les organismes de petites tailles ont dominé en abondance et en biomasse la communauté zooplanctonique. Une étude in situ de la dynamique de population et de la reproduction des copépodes Centropages typicus et Temora stylifera a été réalisée à cette même station SOMLIT. Une saisonnalité des taux de ponte des deux copépodes a été enregistrée, avec des minima au printemps et des maxima de la fin d’automne au début d’hiver.L’activité de reproduction des copépodes Centropages ponticus et Temora stylifera prélevés in situ à la station Canal de Bizerte, a été étudiée en automne, en 2006 et en 2010. Les taux de ponte et de viabilité des œufs ont été assez stables pour C. ponticus, alors qu'ils variaient fortement pour T. stylifera. Les variations des paramètres de reproduction des deux copépodes ont été associées à des variations de paramètres environnementaux, en particulier la turbidité et la composition phytoplanctonique. / This thesis focuses on the study of zooplankton dynamics in two Mediterranean ecosystems, the Bay of Marseille (France) and the Channel of Bizerte (Tunisia). The mesozooplankton of Marseille’s Bay was collected from SOMLIT station, from March 2009 to July 2011, and studied using two analytical methods (microscope and ZooScan). The results led us to a precise characterization of both stock (abundance and biomass) and structure (taxonomic composition and size spectrum) of the zooplankton community. A seasonal succession of the zooplankton community structure was observed, mainly controlled by the temperature and phytoplankton blooms. Planktons of small sizes have dominated in abundance and biomass the zooplankton community. An in situ study of population dynamics and reproduction of copepods Centropages typicus and Temora stylifera was made at the same station SOMLIT. A seasonal egg production of both copepods was recorded, with minima in spring and maxima from the late autumn to early winter.An in situ reproduction activity of the copepods Centropages ponticus and Temora stylifera was investigated in autumn 2006 and 2010 in the Bizerte Channel. Egg production and hatching success remained fairly stable for C. ponticus throughout the study period compared with T. stylifera in which reproductive traits fluctuated considerably. Changes in reproductive traits for both species resulted from environmental parameter variations, in particular the turbidity and the phytoplankton composition.