Dans le domaine marin, des protocoles d’observation développés dans de nombreux cadres produisent un grand volume de données hétérogènes, difficiles à agréger et à utiliser. Ce travail propose i) des méthodes, protocoles et recommandations pour construire et/ou soutenir la mise en place de réseaux de suivis multi-usagers,) des utilisations novatrices des données.Deux cas d’étude ont été choisis : les habitats coralligènes à l’échelle de la Méditerranée et la colonisation de récifs artificiels dans différentes mers régionales.L’expérimentation à large échelle se base sur des méthodes de mesures les plus simples possibles, décrites très explicitement dans des termes standardisés, sur des opérateurs intercalibrés et une méthode de traitement des données. Un mécanisme de couplage de données de différentes origines reposant sur la requalification des facteurs descriptifs hétérogènes et une méthode d’analyse et de fouille de données basé sur la théorie des graphes sont proposées. / In the marine domain, observation protocols developed in many settings produce a large volume of heterogeneous data that are difficult to aggregate and use. This work proposes to develop i) methods, protocols and recommendations to build and / or support the establishment of multi-user monitoring networks, ii) innovative uses of data.Two case studies were chosen: coralligenous habitats at the Mediterranean scale and the colonisation of artificial reefs in different regional seas.Large-scale experimentation is based on the simplest possible measurement methods, described very explicitly in standardised terms, on intercalibrated operators and a method of data processing. A mechanism for coupling data from different origins based on the requalification of heterogeneous descriptive factors and a method for analysis and data mining based on graph theory is also proposed.

Au cours du siècle dernier, le développement des activités anthropiques a engendré une augmentation des pressions sur les écosystèmes marins côtiers. Les données scientifiques pour aborder ce phénomène sont fragmentaires et d’une précision insuffisante (de l’ordre du km) pour la prise de décisions locales. La gestion de ces menaces multiples et simultanées exige pourtant des données fiables et précises sur la répartition des pressions et la localisation des écosystèmes les plus sensibles. Ces constations ont été à la base de la rédaction de deux directives européennes (la DCE, directive cadre eau et la DCSSM, directive cadre stratégie sur le milieu marin). Afin de répondre à ces directives, les objectifs de ce projet doctoral ont été de caractériser la vulnérabilité et d’aborder la sensibilité de deux écosystèmes marins prioritaires : les herbiers de posidonie et les communautés coralligènes. Ce projet focalisé sur la méditerranée française a permis la quantification et la localisation de ces écosystèmes et des pressions anthropiques auxquelles ils sont soumis, ainsi que l’estimation de leur état écologique à une résolution fine (de l’ordre de 20 m). Le déclin des herbiers a également pu être modélisé en relation avec les pressions et la profondeur et a permis de définir des seuils de résistance de cet habitat aux différentes pressions et des zones prioritaires de gestion. Ce travail devrait contribuer à améliorer l'élaboration d'indicateurs pour l'évaluation de l'état de santé des systèmes côtiers. Il pourrait également aider à mieux appliquer et coordonner les mesures de gestion à une échelle pertinente pour la conservation de la biodiversité. / During the last century, human activities were at the origin of increasing pressures impacting marine coastal ecosystems. Scientific data concerning this phenomena are fragmentary and the grid scale (1 x 1 km pixel) is insufficient to permit relevant local decision making. The management of these multiple and simultaneous threats necessitates reliable and accurate data concerning the distribution of pressures and the localization of the most sensitive ecosystems. This is at the origin of two European directives: the Water Framework Directive (WFD) and the Marine Strategy Framework Directive (MSFD). In response to these directives, the objectives of this work were to characterize the vulnerability and sensitivity of two priority ecosystems: Posidonia oceanica seagrass beds and coralligenous reefs. Focusing on the French Mediterranean coastline (depth ranging from 0 to – 100 m), results were: the fine-scale (20 x 20 m pixel size) quantification and localization of the encountered anthropogenic pressures, the quantification and localization of these two priority ecosystems, and the assessment of their ecological state. Seagrass beds decline was modelled in link with depth and pressures; resistance thresholds to pressures, but also management priority areas were defined. This work should contribute to improve the development of indicators for the ecological state of coastal ecosystems. It should also help to better apply and coordinate management actions at a relevant scale for biodiversity conservation.

Le bassin méditerranéen est reconnu comme un "point chaud" de biodiversité soumis à de fortes pressions anthropiques. En domaine marin, les habitats coralligènes participent grandement à cette biodiversité et leur situation côtière les rend accessibles aux hommes. La thèse porte sur l'identification et l'évaluation de leurs services écosystémiques. J’ai utilisé le concept de \textit{service écosystémique} à une échelle locale : la Baie de Marseille (anthropisée) et le Parc national de Port-Cros (sous pression humaine minimale). Le premier volet de la thèse porte sur l'identification et la description des services rendus par les habitats coralligènes dans les zones d’étude. Les services les plus évidents (production de ressource alimentaire, production de corail rouge et sites de plongée) font l’objet d’une étude plus approfondie. Le deuxième volet de la thèse teste le concept de cascade de service écosystémique d'Haines-Young et Potschin pour décrire les éléments et fonctions de l'écosystème impliqués dans chaque service, les bénéficiaires et les types de valeurs économiques qui en sont issus, et des indicateurs pour mesurer chaque niveau de la cascade. Le troisième volet de la thèse porte sur une analyse de l'activité de plongée sur les habitats coralligènes de la baie de Marseille. Le dernier volet de la thèse est une étude des préférences déclarées dans les secteurs de Marseille et Port-Cros concernant les services rendus par les habitats coralligènes, grâce à la méthode des choix discrets. Ce dernier volet comprend une étude de l’impact de la connaissance initiale et de l’apport d’information dans la formation des préférences. / The Mediterranean basin is recognized as a "hotspot" of biodiversity subjected to strong anthropic pressures. In the marine domain, coralligenous habitats greatly contribute to the basin’s biodiversity and their coastal location makes them accessible to humans. The thesis attempts to identify and economically evaluate some of those ecosystem services. I used the concept of \textit{ecosystem service} at a local scale, focusing on the Bay of Marseille (anthropized) and the Port-Cros national park (under minimal human pressure). The first part of the thesis deals with the identification and description of the services rendered by coralligenous habitats in the study areas. The second part of the thesis describes the provisionning services through the application of the concept of ecosystem service cascade as developed by Haines-Young and Potschin. This approach helps to identify the elements and functions of the ecosystem involved in each service, the human beneficiaries and the types of economic benefits associated with the services. This chapter also proposes variables to measure each level of the cascade. The third part of the thesis deals with an analysis of the relationship between the presence of coralligenous habitat and the frequency of dives in the Bay of Marseille. The last part of the thesis employs the method of discrete choices experiment to study the declared preferences in the study areas of Marseille and Port-Cros concerning the services rendered by the coralligenous habitats. This analysis provided insight into how preferences can evolve as initial knowledge is enhanced through the provision of additional information.

La biodiversité englobe toute la diversité des éléments du vivant des molécules à la biosphère et différents niveaux de biodiversité peuvent être distingués. Les habitats coralligènes sont des constructions biogènes calcaires emblématiques de la mer Méditerranée principalement construits par des espèces d’algues rouges calcaires puis consolidés par les squelettes calcaires de différents invertébrés marins. La structure tridimensionnelle formée abrite de nombreuses espèces, faisant des habitats coralligènes un point chaud de biodiversité en mer Méditerranée. L’étude de la diversité génétique chez une algue rouge calcaire ingénieure a révélé la présence d’espèces cryptiques dont l’abondance relative varie en fonction de la localité et de la profondeur. Cette approche a aussi montré que la diversité génétique chez l’espèce cryptique la plus abondante est principalement structurée par des processus neutres de dérive et de migration eux-mêmes influencés par la courantologie. L’étude de la diversité en espèces des communautés, réalisée par une approche de métabarcoding, a révélé une forte diversité au sein des habitats coralligènes ainsi qu’une forte influence des variables environnementales sur la composition des communautés d’espèces. La comparaison des deux niveaux de diversité révèle que la diversité génétique et la diversité spécifique sont positivement corrélées pour la composante alpha et non corrélées pour la composante beta .Cette thèse contribue à améliorer nos connaissances de la biodiversité et du fonctionnement écologique des habitats coralligènes et a aussi permis le développement des certaines méthodes potentiellement applicable au monitoring de ces habitats / Biodiversity encompasses the diversities of all the living elements from the molecules to the biosphere and several levels of biodiversity can be distinguished. Coralligenous habitats are emblematic calcareous biogenic constructions of the Mediterranean Sea mainly built by calcareous red algae and consolidated by calcareous skeletons built by several mine invertebrates. The complex three-dimensional structure shelters for a huge variety of species, and coralligenous habitats are considered to be one of the biodiversity hotspot of the Mediterranean Sea. The study of the genetic diversity of a engineering calcareous red algae, by capture sequencing, revealed that this nominal species is actually composed of eight cryptic species which relative abundances vary among localities and depth. This approach also showed that genetic diversity in the most abundant cryptic species, is shaped by neutral processes of drift and migration strongly influenced by oceanic currents in Marseilles area. The species diversity in communities was studied using a metabarcoding approach. It revealed the high diversity found in these habitats and the important effect of environmental variables on the species communities composition. The comparison between both level of diversities established that that genetic diversity and species diversity are positively correlated for the alpha component of diversity and uncorrelated for the beta component.These work contribute to improve our knowledge of the biodiversity and ecological functioning of these habitats. Some of the methods developments and tuning implemented during this study could be used in monitoring applications of these habitats