L’Arctique se réchauffe deux fois plus vite que le reste du monde, entrainant des changements majeurs des écosystèmes marins. Par exemple, l’étendue de la banquise diminue, et la distribution des masses d’air change, modifiant les régimes de vents et de précipitations. Parallèlement à ces changements climatiques, l’Arctique est soumise à une pollution anthropique croissante amenée par les circulations atmosphériques et océaniques, et accentuée par le développement des activités humaines locales. Dans ce contexte, il est urgent de comprendre les impacts écologiques de ces modifications environnementales sur les espèces de cette région. Les mergules nains (Alle alle) sont les oiseaux marins les plus abondants de l’Arctique, et des acteurs clés des réseaux trophiques côtiers. Bien que des travaux récents aient suggéré une forte résilience de ces organismes aux changements globaux, une étude approfondie permettant de comprendre de manière détaillée l’impact de ces changements était essentielle. Au cours de ce travail de thèse, nous avons donc utilisé une approche pluridisciplinaire (écologie alimentaire, écotoxicologie, bioénergétique, écologie du déplacement) menée à long terme afin de caractériser la sensibilité des mergules nains aux changements de leur environnement pendant la saison de reproduction (été) et en hiver. Nous avons pour cela étudié une population de mergules nains au Groenland Est. Nos résultats montrent que les mergules sont fortement impactés par les changements en cours. Pendant la période de reproduction, leurs proies changent et leur effort de plongée augmente en l’absence de banquise, même s’ils demeurent fidèles à leur zone de nourrissage sur le talus continental. Ceci tend à diminuer leur condition corporelle et celle de leur poussin, mais n’impacte pas leur survie. En hiver, les mergules nains optimisent leur migration et leur distribution en fonction de la distribution de leurs proies et de leur paysage énergétique. Ainsi, nos modèles prédictifs indiquent qu’un réchauffement de l’Atlantique nord pourrait être bénéfique pour les populations en diminuant leurs besoins énergétiques. Enfin, nous avons trouvé que les mergules nains consomment des microplastiques, et ce en les confondant avec leurs proies. Cette source de pollution supplémentaire pourrait augmenter avec la fonte de la banquise qui libère des microplastiques jusque-là stockés dans la glace. Ce travail souligne l’importance des programmes à long terme pour l’étude des impacts des changements globaux. / The Arctic is warming twice faster than the rest of the world, leading to major changes for marine ecosystems. For example, sea-ice extent is decreasing, and air mass distribution is changing, thus modifying wind and precipitation regimes. In parallel, the Arctic is subject to increasing anthropogenic pollution carried by atmospheric and oceanic circulation, and accentuated by the development of local human activities. In this context, there is an urgent need to understand the ecological impacts of these environmental modifications on the species of this region. Little auks (Alle alle) are the most abundant seabird in the Arctic, and key players of coastal food webs. Although recent works suggested a high resiliency of little auks to global changes, a comprehensive study was needed to understand in detail the impacts of these changes. Through this work, we used a multidisciplinary approach (diet ecology, ecotoxicology, bioenergetics, foraging ecology) on the long term to characterize little auk sensitivity to environmental changes during the breeding season (summer) and in winter. We therefore studied a little auk population in East Greenland. Our results show that little auks are indeed impacted by ongoing changes. During the breeding season, their prey change and their diving effort increase when there is no sea-ice, even if they remain faithful to their feeding grounds on the continental slope. This tends to decrease their body condition and that of their chick, but does not impact their survival. In winter, little auks optimize their migration and their distribution according to the distribution of their prey and their energetic landscape. Therefore, our predictive models indicate that a warming of the North Atlantic could be benefic for little auk populations, by reducing their energetic needs. Finally, we found that little auks ingest microplastics, by confusing them with their prey. This additional source of pollution could increase with sea-ice loss that release microplastics stocked in the ice. This work underlines the importance of long term monitoring programs for the study of global change impacts.

Le comportement de recherche alimentaire varie tout au long de la vie des oiseaux marins selon divers facteurs qui peuvent être liés au cycle de vie ou à l’habitat. Cependant, aucune étude n’avait auparavant abordé ces différents facteurs de variation chez une seule et même espèce. L’objectif de cette thèse était de distinguer la part fixe du comportement de recherche alimentaire de ses différents degrés de plasticité chez un oiseau marin pantropical, le fou à pieds rouges (Sula sula). Pour cela, des adultes et des juvéniles issus de différentes colonies ont été équipés de balises GPS afin d’étudier leurs trajets selon différents facteurs de variation intrinsèques (âge et stade de reproduction) et extrinsèques (forçages physiques, productivité primaire, compétition pour la ressource). Le comportement de recherche alimentaire des adultes variait de façon importante au sein d’une même colonie selon le stade de reproduction. Les trajets étaient plus courts pendant l'élevage du poussin, connu pour être particulièrement contraignant d’un point de vue énergétique, et plus longs pendant l’incubation et la période post-envol. Le suivi pluriannuel d’une des colonies a pu mettre en évidence la flexibilité du comportement lors de conditions environnementales défavorables. Des trajets plus longs étaient observés lors de la saison de reproduction qui présentait une diminution de la productivité et de l’activité tourbillonnaire locale. Une importante plasticité du comportement en fonction de l’habitat a pu être mise en évidence à l’échelle de l’aire de répartition de l’espèce. La durée et le rayon de prospection des trajets des adultes variaient considérablement selon les colonies, allant de trajets strictement diurnes à des trajets beaucoup plus longs qui incluaient plusieurs nuits passées en mer. Les fous à pieds rouges ne semblaient pas cibler des zones particulièrement productives et la compétition intra- et interspécifique semblait expliquer en partie les différences observées entre les colonies. En revanche, tous les trajets possédaient généralement une structure similaire et augmentaient leur effort de recherche alimentaire en adoptant un comportement de recherche en zone restreinte (ARS). Le comportement des juvéniles, encore nourris par leurs parents après leur envol pendant une longue période de transition, a pu être décrit pour la première fois. Avec le temps, les juvéniles augmentaient le rayon de prospection de leurs trajets, qui restait considérablement inférieur à celui des adultes. Des associations en mer avec d’autres juvéniles étaient fréquemment identifiées. Cette longue période d’apprentissage semble permettre l’acquisition progressive de compétences complexes nécessaires à la recherche et à la capture de leurs proies. Si la plasticité comportementale des individus tend généralement à amortir les effets des conditions défavorables sur l'état de santé moyen d’une population, cette flexibilité est tout de même limitée. Dans le contexte actuel de changement global, l’évaluation de la plasticité comportementale s’avère alors nécessaire afin de mieux prévoir les conséquences de ces changements sur les populations. / Seabird foraging behaviour varies through time according to factors that may be related to life cycle stage and/or habitat. However, no study has previously investigated variation in these different factors and how they impact foraging behaviour in a single species simultaneously. The aim of this thesis was to distinguish the fixed part of foraging behaviour from its different degrees of plasticity in a pantropical seabird, the Red-footed booby (Sula sula). Adults and juveniles from different colonies were equipped with GPS tags to track their foraging trips according to several intrinsic (age and breeding stage) and extrinsic factors (physical forcing, primary productivity and competition for resources). Adult foraging behaviour varied significantly within the same colony according to breeding stage. Tracks were shorter during brooding, which is known to be a particularly energy-constraining time period, and longer during incubation and fledging. Multi-year monitoring at one of the colonies revealed flexibility in behaviour under adverse environmental conditions. Longer tracks were observed during breeding seasons with decreased productivity and eddy activity. High plasticity in foraging behaviour according to habitat was observed across the range of the species. The length and range of adult trips varied considerably among colonies, ranging from strictly diurnal to longer trips that included several nights spent at sea. Red-footed boobies did not appear to target particularly productive areas, and intra- and interspecific competition seemed to explain partly the differences observed between colonies. On the other hand, all the individuals showed similar trip structuring and increased searching effort by adopting area-restricted search (ARS) behaviours. The behaviour of juveniles, still fed by their parents after fledging during a long transition period, was described for the first time. Over time, juveniles increased trip ranges, which were considerably lower than that of adults. Associations at sea with other juveniles were frequently identified. This long learning period seems to be an adaptation allowing the gradual acquisition of the skills necessary for the search and capture of prey. While the behavioural plasticity of individuals tends to cushion the effects of unfavourable conditions at the population scale, this flexibility is still limited. In the current context of global change, assessment of behavioural plasticity is necessary in order to better predict the consequences of these changes on populations.