Les Infrastructures de Transport Terrestre (ITT), c'est-à-dire les routes et les lignes ferroviaires, sont une des principales causes du déclin de la biodiversité. En France, les évaluations environnementales des projets d'ITT ont permis des progrès dans la prise en compte des impacts sur les milieux naturels, mais elles présentent des limites. Leur contenu est basé sur des données qualitatives prenant encore peu en considération les processus écologiques et leurs échelles spatio-temporelles. La thèse élabore trois méthodes complémentaires permettant le développement d'une évaluation quantitative des impacts des projets sur les milieux. Celles-ci sont définies suivant trois échelles écologiques, l'état prévisionnel des habitats, la sensibilité des écosystèmes, et l'organisation spatiale de l'écocomplexe dans le territoire. La première est basée sur un modèle spatio-temporel de taux de dégradation des écosystèmes. Elle identifie l'ensemble des effets potentiels des projets aux stades construction, exploitation et entretien afin d'en caractériser les effets majeurs. La seconde méthode élabore des indicateurs basés sur les impacts. La chaîne de causalité des effets sur les cibles de l'écosystème est quantifiée par l'algorithme PageRank® et identifie la plus pertinente pour la recherche d'indicateurs. Certains indicateurs, peu documentés dans la bibliographie internationale donnent lieu à des études de terrain sur les populations d'arthropodes, de rhopalocères et de chiroptères en milieu forestier. La troisième méthode replace les écosystèmes dans un paysage et propose la notion de coût écologique des projets. Le coût représente l'ensemble des vulnérabilités des milieux naturels traversés.

L’organisation du système agroalimentaire du Nicaragua est fortement influencée par le Mouvement Coopératif Paysans (MCP) hérité de la révolution sandiniste. Dans un contexte de réaffirmation du rôle des agricultures familiales et paysannes dans les trajectoires de développement, cette thèse en économie politique propose une réflexion prospective sur des leviers potentiels d’accompagnement de stratégies d’écodéveloppement. Fruit d’une recherche qualitative de terrain, l’analyse des entretiens menés auprès de paysans et paysannes dans trois zones rurales du Nicaragua permet de dresser un panorama motivationnel de l’organisation en coopérative. Cette recherche aboutit en premier lieu à l’identification et à la qualification de dynamiques de type « SYAL-Coopérative » (Système Agroalimentaire Localisé de base Coopérative). Rapprochant agroécologie et écologie industrielle radicale, elle permet en second lieu de questionner le rôle de l’idéal-type de l’écosystème dans la structuration des systèmes agroalimentaires ainsi que dans la définition des trajectoires d’écodéveloppement. / The Nicaraguan agrifood system organization is strongly influenced by the Peasant Cooperative Movement (MCP) inherited from the Sandinist Revolution. In a context in which the role of family farming and peasant agriculture in development trajectories tend to be reaffirmed, this thesis in political economics offers a prospective reflexion on potential levers to support Ecodevelopment strategies. As the fruit of a qualitative field research, the analysis of the interviews carried out with peasants in three rural areas of Nicaragua enables us to draw a motivational panorama of cooperative organization. This research results firstly in the identification and qualification of Cooperative-LAFS (Cooperative based Localized Agri-Food Systems) dynamics. Secondly, it enables, while bringing together agroecology and radical industrial ecology, to question the part of the ideal-type ecosystem in structuring agrifood systems, as well as in defining and accompanying Ecodevelopment trajectories.

Une meilleure compréhension du rôle des bactéries dans les écosystèmes aquatiques nécessite une meilleure connaissance de la dynamique, de la composition et des facteurs de contrôle des groupes qui constituent ces communautés. Toutefois, les études qui se sont intéressées à cet aspect de l'écologie microbienne aquatique ont, pour la plupart, concerné les groupes bactériens dominants. Parmi les phyla bactérien non dominants, les Planctomycetes restent peu connus tant en terme de dynamique que de rôle fonctionnel en milieu naturel, bien qu'étant reconnus ubiquistes. Le manque de connaissances sur ce groupe est encore plus marqué dans les écosystèmes lacustres. Pourtant, les quelques études consacrées à ce groupe bactérien dans les écosystèmes aquatiques indiquent qu'ils sont impliqués dans deux processus clés de leur fonctionnement à savoir l'oxydation de l'ammonium en conditions anaérobies (anammox) ainsi que la dégradation et le changement de qualité de la matière organique dissoute. L'objectif principal de cette thèse était donc de caractériser la diversité, la dynamique spatio-temporelle ainsi que les facteurs de contrôle des Planctomycetes dans les lacs, dans le but de mieux connaître la dynamique des bactéries non dominantes, qui constituent une très large part de la diversité bactérienne totale. L'absence d'outils moléculaires permettant de caractériser les communautés de Planctomycetes dans les lacs nous a tout d'abord conduit à faire une rigoureuse mise au point méthodologique. Cette dernière a abouti à la caractérisation d'un couple d'amorces (PLA352F/PLA920R) permettant de détecter et d'amplifier spécifiquement tous les genres de Planctomycetes dans ces écosystèmes, et pouvant être utilisé dans les approches d'empreintes moléculaires comme la DGGE. L'étude spatio-temporelle, réalisée dans deux lacs péri-alpins à partir de ce couple d'amorces, a ensuite permis de révéler que les Planctomycetes, malgré leur faible abondance relative dans la communauté bactérienne lacustre, présentent une richesse taxonomique élevée jusqu'ici insoupçonnée. Ils sont caractérisés par une structure taxonomique similaire aux bactéries dominantes puisqu'ils sont composés d'un nombre réduit d'OTUs dominantes et d'un très grand nombre d'OTUs faiblement représentées en nombre de séquences. Ce résultat soutient l'idée selon laquelle le concept de cores species (espèces dominantes) et de satellites species (espèces rares), récemment transposé aux groupes bactériens dominants, s'applique aussi aux groupes moins abondants ou rares. Nos résultats ont également mis en évidence que les communautés de Planctomycetes des lacs étaient très structurées dans l'espace et dans le temps. Les patterns de distribution de ce phylum bactérien étaient très similaires à ceux décrits pour les groupes bactériens plus abondants à savoir (i) une forte hétérogénéité verticale (certains genres étant présents essentiellement dans les couches profondes des lacs) ainsi qu' (ii) une dynamique saisonnière importante principalement mise en évidence dans la partie épilimnique des lacs. Cette structuration n'est pas le fruit d'une dispersion aléatoire liée à des processus stochastiques comme l'immigration mais est au contraire fortement dépendante des facteurs environnementaux. Nos résultats ont en effet montré que la richesse spécifique ainsi que la diversité des communautés de Planctomycetes sont fortement dépendantes de l'évolution du pH. De même, la température semble également être un facteur clé dans la dynamique et la composition globale des Planctomycetes. En revanche, l'effet des nutriments inorganiques semble moins influent dans le contexte de notre étude et la compétitivité des Planctomycetes vis-à-vis de ces ressources pourrait dépendre d'autres facteurs que nous n'avons pas analysés. / Understanding the role of microbes in the functioning of ecosystems is currently one of the major challenges in microbial ecology. One important step to this challenge is the assessment of the diversity of these microbial communities and their driving factors. With the recent methodological advances in molecular approaches, knowledge on the structural and functional diversity of bacterial communities in aquatic ecosystems has considerably increased during the last twenty years. However most of these studies concerned either the bacterial community or the most abundant bacterial groups, such as Actinobacteria and Proteobacteria. Only few data are available on the dynamics and diversity of less abundant but ubiquitous phyla such as Planctomycetes. This is particularly true for freshwater ecosystems, for which data on this phylum are much less abundant, compared to marine and soil ecosystems. Yet, members of this bacterial group are thought to play an important role in biogeochemical processes in aquatic systems, including nitrogen cycling and degradation of organic matter. Thus, the aims of this thesis were (1) to compare the structure and the composition of the Planctomycetes communities in two peri-alpine lakes with contrasting environmental conditions (2) to assess the vertical and temporal variations in the composition of these communities and (3) to characterize the different environmental factors that control these communities.

Cette étude s’interroge sur l’écriture de la nature dans la littérature contemporaine en français. À partir d’un corpus de textes pris dans la littérature européenne (Chevillard, Michon, Mingarelli, Ollier, Réda, Rouaud, Simon, Tesson, Trassard) et antillaise (Chamoiseau, Glissant, Maximin), l’auteur examine comment la menace écologique influe sur la géographie littéraire et plus généralement sur la représentation de l’espace. Le cadre théorique utilisé à cet effet se nourrit, d’une part, de l’écocritique nord-américaine et s’inscrit, d’autre part, dans l’écopoétique, plus à même de rendre compte de la littérature en français. La recherche démontre que la conscience écologique va de pair avec une nouvelle conception du monde qui met à mal les représentations traditionnelles de l’espace. L’exploration de l’espace sauvage ne conduit dès lors pas à une célébration d’un paysage sublime, mais associe les découvertes du voyageur tout au plus à un sublime suspendu, tremblé et par là provisoire. De même, le récit préhistorique ne recourt pas aux stratégies littéraires du roman préhistorique traditionnel. Plutôt que de procéder comme ce dernier à la représentation du temps préhistorique et que de montrer l’arrivée triomphante de l’homme, le récit contemporain se livre, au contraire, à une enquête incertaine autour de la trace humaine dans l’espace. Il apparaît ainsi un décalage entre la relativité de l’histoire humaine et la permanence du temps géologique. La littérature met en avant la nécessaire reconfiguration des représentations traditionnelles de l’espace et remet en cause la place centrale que l’homme s’attribue. Il s’agit pour les textes de montrer en quoi la géographie apparaît comme une entité plastique et mobile, comme en témoigne par exemple le motif du jardin qui réconcilie les efforts d’aménagement de l’homme et l’énergie désordonnée de la nature. L’esthétique contemporaine relève alors d’une mobilité écopoétique en signe d'une nouvelle empathie avec le monde. / This dissertation reflects on nature writing in French-speaking contemporary literature. Drawing on a corpus of literary texts from Europe (Chevillard, Michon, Mingarelli, Ollier, Réda, Rouaud, Simon, Tesson, Trassard) and the Caribbean (Chamoiseau, Glissant, Maximin), the author examines how awareness of ecological peril determines literary geographies and the representation of space more generally. North-American ecocriticism offers a part of the theoretical framework, but recent findings in European ecopoetics prove to be more suitable to analyse literature in French. The study shows that ecological awareness entails a new worldview that invalidates pre-existing representations of space. Thus, exploring the wilderness does not longer lead the observer to celebrate the sublime landscapes that nature offers him. On the contrary, the encounter with the wilderness tends to be unsuccessful, and if it entails any sublime experience, it is equally a temporary and a fragile one. Likewise, the prehistoric narrative does not longer rely on the literary strategies of the traditional prehistoric novel: rather than to reconstruct a prehistoric time and to show the triumphant arrival of humankind as does the latter, the contemporary narrative conducts in the present an uncertain and troubled investigation regarding the significance of prehistoric human traces. Literary texts thus show the discrepancy between the relativity of human history and the permanence of geological time. They underline the need to reconfigure traditional representations of space and question the central position that humankind attributes to himself. Literature then promotes space as a plastic and mobile entity. The garden more precisely appears to be a motive that reconciles human efforts of planning and managing with the disorderly energy of nature. Contemporary literary aesthetics appear then to be determined by an ecopoetic mobility that signals a new empathy with the world. / In deze studie wordt het natuurschrijven (nature writing) in de hedendaagse Franssprekende literatuur ondervraagdUitgaand van een corpus van Europese (Chevillard, Michon, Mingarelli, Ollier, Réda, Rouaud, Simon, Tesson, Trassard) en Caribische teksten (Chamoiseau, Glissant, Maximin), bestudeert de auteur hoe de bewustwording van de ecologische crisis de literaire afbeelding van plaats beïnvloedt. Het theoretisch kader wordt deels door de Noord-Amerikaanse ecokritiek verschaft, maar de recente ondervindingen van de Europese ecopoetiek blijken nog beter aangepast aan de Franstalige literatuur. Het onderzoek toont aan dat de ecologische crisis een nieuw wereldbeeld meebrengt dat de traditionele weergave van plaats in vraag stelt. De verkenning van de wildernis leidt bijvoorbeeld niet tot een sublimering van het natuurlandschap, maar de ontdekkingen van de reiziger blijven beperkt tot een gedempt subliem, een tijdelijke gebeurtenis die op elk ogenblik onderbroken kan worden. Het prehistorisch verhaal vernieuwt evenzeer de literaire structuren van de traditionele prehistorische roman. Daar waar deze laatste de prehistorische tijd getrouw weergeeft en de triomf van de mensheid in beeld brengt, vertelt het prehistorische verhaal veeleer een twijfelende en angstig zoektocht omtrent de prehistorische sporen van de mensheid in het landschap. De relatieve historische tijd van de mens contrasteert zo met de ononderbroken eeuwigheid van de geologische tijd. Wat de literatuur dan naar voor brengt, is de nood om de bestaande verwoordingen van ruimtegevoel te herzien en om de mens te doen afzien van de centrale plaats die hij zich gewoonlijk toekent. Plaats is dan, zoals de teksten aantonen, een plastisch en mobiel gegeven. Zo blijkt de tuin een plek te zijn die de menselijke zin voor ordening en vormgeving verzoent met de ontembare energie van de natuur. De esthetische weergave van plaats in de hedendaagse literatuur beantwoordt zo aan een ecopoëtische beweeglijkheid als teken van een vernieuwde overeenstemming met de wereld.

L'évaluation des effets toxiques à des échelles pertinentes est un challenge important pour la protection des écosystèmes. En effet, les polluants peuvent impacter les populations sur le long terme et représenter une nouvelle force évolutive qui peut s'ajouter aux autres forces de sélection. Il est par conséquent nécessaire d'acquérir des connaissances sur les changements phénotypiques et génétiques apparaissant dans une population exposée à un stress durant plusieurs générations. En général les études multi-générations sont analysées à partir d'approches purement statistiques. La modélisation mécanistique a le potentiel de comprendre pleinement les effets des polluants sur la dynamique des populations. Ce type de modèle permet d'intégrer des processus biologiques et toxiques à l'analyse de données d'écotoxicologie et d'étudier les interactions entre ces processus. L'objectif de ce doctorat était d'étudier les apports de la modélisation mécanistique, par rapport à une analyse statistique classique, dans l'analyse de données d'évolution expérimentale suite à l'exposition sur le long terme à un contaminant. Pour ce faire, une stratégie en trois temps a été menée. Tout d'abord, une expérience multigénérationnelle a été réalisée sur deux populations de C. elegans (contrôle et exposée à 1,1 mM U) dérivées d'une population ancestrale présentant une forte diversité génétique. Toutes les trois générations, des individus ont été extraits des populations et soumis à une gamme de concentrations en uranium (de 0 à 1,2 mM U). Une première analyse statistique classique a alors été menée. Dans un second temps, un modèle bioénergétique adapté à l'analyse de données d'écotoxicologie (DEBtox) a été mis au point pour C. elegans et son comportement numérique a été analysé. Enfin, ce modèle a été appliqué à l'ensemble des générations étudiées afin d'inférer les valeurs des paramètres pour les deux populations et d'étudier leur évolution. Les résultats obtenus ont mis en évidence un impact de l'uranium à la fois sur la croissance et la reproduction de C. elegans à partir de 0,4 mM U. Les résultats de l'analyse mécanistique indiquent que cet effet est la résultante d'un impact sur l'assimilation d'énergie depuis la nourriture. Les deux approches, tant mécanistique que classique, ont mis en évidence une adaptation des individus des deux populations aux conditions expérimentales. Malgré cela, les analyses ont également mis en évidence une évolution différentielle des individus de la population soumise à l'uranium par rapport à ceux de la population témoin. Ces résultats ont été plus finement décrits par l'analyse mécanistique. Globalement, ce travail contribue à accroître nos connaissances sur les effets des polluants sur la dynamique des populations, et démontre les apports de la modélisation mécanistisque qui pourra être appliquée dans d'autres contextes afin de réaliser in fine une meilleure évaluation des risques écologiques des polluants. / The evolution of toxic effects at a relevant scale is an important challenge for the ecosystem protection. Indeed, pollutants may impact populations over long-term and represent a new evolutionary force which can be adding itself to the natural selection forces. Thereby, it is necessary to acquire knowledge on the phenotypics and genetics changes that may appear in populations submitted to stress over several generations. Usually statistical analyses are performed to analyse such multigenerational studies. The use of a mechanistic mathematical model may provide a way to fully understand the impact of pollutants on the populations' dynamics. Such kind of model allows the integration of biological and toxic processes into the analysis of ecotoxicological data and the assessment of interactions between these processes. The aim of this Ph.D. project was to assess the contributions of the mechanistical modelling to the analysis of evolutionary experiment assessing long-term exposure. To do so, a three step strategy has been developed. Foremost, a multi-generational study was performed to assess the evolution of two populations of the ubiquitous nematode Caenorhabditis elegans in control conditions or exposed to 1.1 mM of uranium. Several generations were selected to assess growth, reproduction, and dose-responses relationships, through exposure to a range of concentrations (from 0 to 1.2 mM U) with all endpoints measured daily. A first statistical analysis was then performed. In a second step, a bioenergetic model adapted to the assessment of ecotoxicological data (DEBtox) was developed on C. elegans. Its numerical behaviour was analysed. Finally, this model was applied to all the selected generations in order to infer parameters values for the two populations and to assess their evolutions. Results highlighted an impact of the uranium starting from 0.4 mM U on both C. elegans' growth and reproduction. Results from the mechanistical analysis indicate this effect is due to an impact on the assimilation of energy from food. Both the mechanistic and the classic approaches highlighted individuals' adaptation to environmental conditions. Despite this, differential evolutions of the individuals from the uranium-selected population were also highlighted. All these results were more in-depth described by the mechanistical analysis. Overall, this work contributes to our knowledge on the effects of pollutants on population dynamics, and demonstrates the contributions of mechanistical modelling which can be applied in other contexts to achieve in fine a better assessment of environmental risks of pollutants.

La conservation des populations animales autour desquelles existe une controverse passe entre autres par une compréhension de l’écologie de l’espèce, mais également par une analyse des attitudes humaines vis-à-vis de sa présence. Cependant, ces deux aspects sont rarement mobilisés ensemble au sein de travaux combinant sciences de l’environnement et sociologie. Nous proposons ici une étude portant sur la population d’ours brun (Ursus arctos) résidant dans les Pyrénées, intégrant à la fois dynamique de la population et de sa distribution, et une analyse de l’attitude des Pyrénéens vis-à-vis des plantigrades. Nous conduisons également une réflexion sur les méthodes à employer afin d’intégrer ces résultats au sein d’une approche socio-écologique. Nos modèles écologiques, qui utilisent des données de suivi obtenues dans le cadre d’un partenariat transfrontalier entre France, Andorre et Espagne, mettent en évidence une augmentation des effectifs et une réduction de la distribution de la population entre 2008 et 2014. Si ces conclusions ne semblent pas aller dans le sens d’une dégradation rapide de leur état de conservation, les ours pyrénéens restent menacés du fait de leurs faibles effectifs et du fort taux de consanguinité au sein de la population. Notre enquête sociologique, réalisée dans les communes sur lesquelles l’ours est ou a été présent entre 2008 et 2013, a mis en évidence une hétérogénéité spatiale dans l’attitude des habitants des Pyrénées sur la question de l’ours, avec notamment des variations significatives en fonction de leurs lieux de naissance et de résidence. Nous discutons ensuite d’une approche intégrant résultats de sociologie et d’écologie avec le but de créer un modèle pouvant servir d’outil à un responsable chargé de la gestion ou de la résolution du conflit, en analysant les méthodes à notre disposition, leurs avantages et leurs limites. Nous concluons sur l’intérêt des approches pluridisciplinaire dans la gestion des controverses autour de la conservation de populations animales. / The conservation of controversial animal populations requires an understanding of the species’ ecology, but also an analysis of the human attitudes towards its presence. However, those two aspects are rarely studied together through a combination of environmental sciences and sociology. Here we study the brown bear (Ursus arctos) population residing in the Pyrenees mountains, analyzing both population dynamics and distribution, and the attitudes of Pyrenean people towards the species. We also ponder on the methods to use to combine these results in a socio-ecological approach. Our ecological models, which use monitoring data obtained through a crossborder partnership between France, Andorra and Spain, highlight an increase of population size and a reduction of its distribution between 2008 and 2014. If those conclusions do not seem to indicate a quick degradation of their conservation status, Pyrenean brown bears remain threatened by low numbers and high inbreeding in the population. A sociological study was performed in the municipalities where bear was or had been present between 2008 and 2013. We found spatial heterogeneity in the attitudes of Pyrenean people regarding bears, with significant variations depending on where they were born and where they currently live. We follow by discussing an approach that combines sociological and ecological results, with the goal of building a model that can be used as a tool for someone responsible for managing or solving the conflict; to do this, we analyze the methods available, their strengths and limits. We conclude on the importance of interdisciplinary approaches when managing controversies over wildlife conservation.

L'implication des tours aéro-réfrigérantes dites « ouvertes », dans les cas de légionellose, demeure à l'heure actuel un problème de santé public malgré la multitude de composés biocides disponibles qui, parfois, sont écotoxiques et appliqués à de forte concentrations. L'efficacité de la majorité de ces biocides est étudiée vis-à-vis des formes planctoniques des microorganismes. Cette étude s'intéresse à la mise au point de deux procédés de traitement du risque Legionella pneumophila : H2O2/UV et ClO2, avec la prise en compte particulière des communautés microbiennes fixées et notamment des protozoaires qui constituent l'hôte naturel de cette bactérie. La démarche expérimentale adoptée pour l'étude de l'efficacité de ces traitements, s'est appuyée sur des biofilms environnementaux naturellement contaminés par des légionelles et issus d'une source thermale. La caractérisation des légionelles isolées des biofilms de cette source montre le maintien du sérogroupe 1 de L. pneumophila et l'apparition de deux autres sérogroupes non reportés dans des études précédentes (sg10 et sg12), avec toutefois une prédominance du sérogroupe 12. Quel que soit le sérogroupe, ces souches environnementales se sont avérées plus virulentes vis-à-vis de l'amibe Acantamoeba castellanii, que les souches cliniques de Lp1 répertoriées. A l'état planctonique elles se sont également avérées très sensibles aux traitements H2O2/UV et UV seul. A l'échelle expérimentale, les deux traitements, H2O2/UV et ClO2, montrent une performance élevée vis-à-vis des biofilms. L'étude a particulièrement mis en évidence le rôle du facteur trophique et de l'adaptation des bactéries au stress oxydatif dans la performance des traitements mais aussi dans l'apparition de la reviviscence. L'application des traitements à des installations en vraie grandeur a permis de conforter les résultats expérimentaux et de mettre l'accent, dans le contexte des sites étudiés, sur les limites de leur efficacité et sur la nécessité d'ajustements des doses appliquées (concentrations des biocides, flux d'irradiation UV, mode d'application) aux particularités des contextes industriels. / Cooling towers are considered as one of the major sources of Legionella pneumophila, the causal agent of Legionnaires' disease. Despite the high number of commercial disinfectants dedicated to it, the Legionella threat is still rising especially in connection with cooling towers. The efficacy of most disinfectants is demonstrated on planktonic bacteria while very few studies have been devoted to their effects on biofilms. The main objective of the study was to optimize two treatments dedicated to the control of biofilms in cooling towers, H2O2/UV and ClO2, so as to reduce the risk associated to Legionella pneumophila while minimizing environmental damages. Their efficacy was studied against environmental biofilms developed in a hot sulphur spring where presence of L. pneumophila is permanent. Their analysis revealed the occurrence of Lp serogroups 1 (Lp1) and of two serogroups not reported in previous studies that were oriented toward water samples, though (Lp10 and Lp12). The environmental strains we isolated display a higher cytotoxicity and virulence towards the amoeba Acantamoeba castellanii than those of known Lp1 epidemic strains and a higher sensitivity to UV and H2O2/UV. In the experimental part of the study, ClO2 and H2O2/UV display a high efficacy against biofilms. Furthermore the study showed the role of trophic parameters and of bacterial adaptation to oxidative stress on the performance of the treatments but also on biofilms regrowth. The experiments performed at the industrial scale corroborate the results gained at the pilot scale and focus on the relationships between the dose and the effectiveness of each treatment. Our results suggest the possibility to apply the process to an industrial scale with necessary adjustments about doses and injection modalities to the context of the considered sites.

Les communautés microbiennes benthiques participent activement au recyclage de la matière organique et de fait au fonctionnement biogéochimique des écosystèmes lacustres. Ces communautés comportent de nombreux phyla mais leur diversité fonctionnelle est encore incomplètement connue. Ce travail vise à appréhender les modifications de structure et d'abondance des gènes fonctionnels en lien avec la distribution spatiale verticale (liée au gradient d'oxydoréduction), la variabilité spatiale horizontale (zone côtière vs pélagique) et la dynamique saisonnière liée au brassage de la colonne d'eau (ré-oxygénation des interfaces benthiques), de même que l'identification de la diversité des méthanotrophes et des méthanogènes.Pour cette étude, des carottes sédimentaires ont été prélevées sur un transect zone côtière – zone pélagique, à différentes dates au cours d'un cycle annuel. Chaque carotte sédimentaire a été analysée dans la verticalité entre l'interface eau-sédiment et 20 cm. Les communautés microbiennes participant au cycle du méthane ont été ciblées par 2 gènes de fonction et étudiées en termes de structure, de diversité et d'abondance; par ailleurs, des marqueurs phylogénétiques ont été utilisés pour caractériser les communautés bactériennes et archéennes totales.Les résultats de l'étude spatiale montrent que, si à l'échelle locale (station d'échantillonnage) une relative homogénéité des communautés microbiennes (totales et fonctionnelles) est observée, des variabilités fortes sont détectées d'une part à l'échelle des transects horizontaux en lien avec des changements de conditions environnementales et d'autre part dans la verticalité des sédiments sous l'effet des conditions d'oxydoréduction. La communauté bactérienne étant la plus affectée dans la verticalité, avec des changements de structure entre toutes les strates étudiées. Dans cette même étude, une analyse comparative de la structure des communautés (totales et fonctionelles) a démontré que l'analyse d'échantillons individuels permettait d'obtenir un plus grand nombre d'OTU que l'analyse des mêmes échantillons regroupés en pools.Les résultats de l'étude de la dynamique temporelle des communautés méthanogènes et méthanotrophes révèlent des changements de structure et abondance, principalement à l'interface eau - sédiment en lien avec la dynamique d'oxygénation du lac. Quant à l'analyse de la diversité, elle montre une dominance des Methanomicrobiales (Methanoregula principalement) pour les méthanogènes, mais les Methanosarcinales (Methanosarcina) et les Methanobacteriales (Methanobacterium) ont également été identifiés. Pour les méthanotrophes, la diversité est dominée par Methylobacter en zone profonde et par Methylococcus en zone côtière, les méthanotrophes de Type II (Methylosinus et Methylocystis) ont aussi été identifiés.L'ensemble de ces travaux souligne l'importance de prendre en compte, à la fois la variabilité spatiale (horizontale et verticale) et la variabilité temporelle, des communautés méthanogènes et méthanotrophes lors de l'étude de ces communautés. Les changements quant à leurs structures et leurs abondances sont des paramètres non négligeables pour comprendre les processus impliqués dans le cycle du méthane. / Benthic microbial communities are actively involved in organic matter recycling and fact biogeochemical functioning of lake ecosystems. These communities comprise many phyla but their functional diversity is still incompletely known. This study is focused on the benthic microbial communities involved in the methane cycle in lacsutrine suystems. We aimed understanding the structural and abundance changes of functional genes related to the vertical distribution (redox gradient in sediment), the horizontal variability (coastal vs. pelagic benthic zone) and seasonal dynamics related to mixing of the water column (re-oxygenation of benthic interface). The composition of methanotrophic and methanogenic communities was characterized by sequencing analyses.For this study, sedimentary cores were sampled along a transect from coastal to pelagic zone, at different times during an annual cycle. In addition, each sediment core was analyzed in its verticality from the water-sediment interface to 20 cm depth. Microbial communities involved in the cycle of methane (methanogenesis and methanotrophy) were targeted by 2 functional genes (mcrA and pmoA). Furthermore, phylogenetic markers were used to characterize the total bacterial and archaeal communities. These communities are studied in terms of structure (genotyping), diversity (sequencing) and abundance (qPCR, DNA) of their functional genes.The results of the study showed that, on a spatial scale, a low heterogeneity was detected for a given sampling station in terms of structure of microbial communities (total and functional), however, a high variability was detected both at an horizontal scale along a transect (costal vs. pelagic zone), due to contrasted environmental conditions, and at a vertical scale (upper to deeper layers in the core) under the effect of redox conditions. The bacterial community being the most affected in the verticality, with structural changes among all strata studied. In the same study, a comparative analysis of the structure (for all of the communities), between pooled samples and individual samples, demonstrated that the analysis of individual samples provided a greater number of OTU for the majority of microbial communities.Moreover the study of the temporal dynamic of methanogen and methanotroph communities revealed changes in the structure and abundance, mainly at the water - sediment interface, according to the oxygenation levels that varied through time. The analysis of diversity showed a dominance of Methanomicrobiales (Methanoregula mainly) for methanogens, but Methanosarcinales (Methanosarcina) and Methanobacteriales (Methanobacterium) were also identified. The methanotrophs' community was dominated by Methylobacter on deeper stations and by Methylococcus in coastal station. Type II methanotrophs (Methylosinus and Methylocystis) were also identified.This work highlights the importance of taking into account both the spatial variability (horizontal and vertical) and the temporal variability of methanogen and methanotroph communities. Changes on their structures and abundances are significant parameters for understanding the processes involved in the methane cycle.

Comprendre comment est générée la diversité biologique est un enjeu majeur de la biologie évolutive. Chaque espèce vit dans un environnement écologique qui lui est propre et dans lequel elle s’est adaptée au cours de l’évolution par les moyens de la sélection naturelle. Chaque espèce est également soumise à la sélection sexuelle contribuant au dimorphisme entre les sexes. Les traits phénotypiques associés au succès évolutif sont formés lors du développement par l’action de gènes qui sont transmis de génération en génération. Ces traits et ces gènes varient d’une espèce à une autre et contribuent directement à la diversité morphologique. La compréhension des interactions entre les mécanismes développementaux et les pressions écologiques permettent de mieux comprendre les processus qui influent sur la diversité morphologique et l’évolution des espèces. Obtenir une vision intégrative est un réel défi et demande de combiner diverses approches. Au cours de ma thèse, j’ai utilisé les insectes semi-aquatiques (Gerromorphes) qui sont un modèle permettant de lier évolution, écologie et développement. En utilisant différentes approches j’ai pu mettre en évidence des gènes impliqués dans le développement de divers traits adaptatifs, l’importance de ces traits dans un contexte écologique et leur impact sur l’évolution du groupe des Gerromorphes. L’ensemble des résultats obtenus améliore notre compréhension de comment sélection naturelle et sélection sexuelle, en agissant sur les mécanismes génétiques, génèrent de la diversité morphologique. / Understand how biodiversity is generated is a major goal in evolutionary biology. Every species live in a specific ecological habitat where they adapted during evolution by the mean of natural selection. Every species is also under sexual selection that generates dimorphism between the sexes. Adaptive traits contributing to evolutionary success are shaped during development by the action of genes that are transmitted through generations. These traits and genes vary across species and directly contribute to generate morphological diversity. The study of the interactions between developmental genetic mechanisms and selective ecological pressures allow a better understanding of the processes generating morphological diversity and driving the evolution of species. Obtain an integrative view is a challenge and required the combination of different approaches. During my PhD, I used the semiaquatic bugs (Gerromorpha) that are model systems allowing to link evolution, ecology and development. By using various approaches I could highlight genes involved in the development of different adaptive traits, the relevance of these traits in an ecological context and their impact on the evolution of the group of Gerromorpha. Altogether these results improve our understanding of how natural and sexual selection, by acting on genetic mechanisms, generate morphological diversity.

Les écosystèmes marins sont soumis à des changements environnementaux rapides sous l’impact des pressions anthropiques croissantes qui menacent la persistance des espèces et des populations locales. Comprendre les effets de la variabilité génétique et des capacités de dispersion sur la persistance des espèces marines, est donc un enjeu majeur pour la conservation de la biodiversité. Mes travaux de doctorat répondent ainsi à deux objectifs principaux : (i) évaluer la distribution spatiale et les déterminants de la variation génétique de populations de poissons marins côtiers (ii) estimer les réponses des populations aux changements climatiques afin de mieux comprendre leur capacité de persistance.J’ai d’abord montré, à partir d’une synthèse bibliographique réalisée sur 31 espèces de poissons méditerranéens, que les traits écologiques liés à la mobilité et à la taille des populations influencent fortement le niveau de diversité génétique intra-populationnelle des espèces. Ensuite, j’ai étudié les déterminants de la variation génétique spatiale à partir des données récoltées sur 727 individus de rouget de roche (Mullus surmuletus) issus de 72 sites autour la Mer Méditerranée et regroupés en 47 groupes génotypés pour 1153 marqueurs SNP. Des analyses de génétique du paysage ont montré que la dispersion larvaire structure la variation génétique de l’espèce à moyenne et petite échelle spatiale (<1 000km), alors que l’isolement géographique, possiblement dû à l’histoire démographique des populations ou à l’adaptation, est le principal facteur structurant à plus large échelle. Finalement, l’étude de la variation génétique adaptative de M. surmuletus réalisée à l’aide d’un criblage génomique a mis en évidence une potentielle réponse adaptative de l’espèce au gradient Est-Ouest de salinité en Méditerranée.Dans un second temps, un modèle démo-génétique simulant la dynamique et la résilience des populations de coraux dans l’Indopacifique a montré qu’un mécanisme de « sauvetage évolutif » permet aux génotypes adaptés aux eaux les plus chaudes de diffuser entre les populations grâce à la connectivité larvaire. Ce mécanisme favorise la persistance des populations en permettant leur adaptation à des changements environnementaux qui conduiraient sans cela à des déclins, voir des extinctions locales.Finalement, l’ensemble de ces travaux ont mis en évidence la nécessité de considérer la connectivité et le potentiel évolutif des espèces dans les stratégies de conservation, afin de maximiser leur capacité de résilience et de persistance à long terme en dépit des crises environnementales de plus en plus prononcées. / World marine ecosystems are experiencing unprecedented anthropic pressures inducing rapid environmental changes that threaten the persistence of wild species and their local populations. Hence, understanding the effects of genetic variability and dispersal capacities on marine population persistence is a key issue for the conservation of biodiversity. My PhD work had two main objectives: (i) evaluate the spatial distribution and drivers of genetic variation across coastal marine fish populations, and (ii) estimate the response of populations to climate changes in order to better understand their ability to persist.First, by performing a synthesis of published literature on 31 Mediterranean fish species, I showed that ecological traits related to mobility and population size strongly influence the level of within-population genetic diversity across species. Then, I studied the drivers of spatial genetic variation using genetic data from 727 individuals of the stripped red-mullet (Mullus surmuletus) collected in 72 sites around the Mediterranean Sea, and grouped into 47 pools genotyped for 1153 single nucleotide polymorphism (SNP) markers. Seascape genetic analyses showed that larval dispersal predominantly structures M. surmuletus genetic variation at intermediate and local spatial scales (<1000 km), whereas geographic isolation, due to population demographic history or adaptation, is the main driver at larger spatial scale. Lastly, studying the adaptive genetic variation of M. surmuletus using genome scan revealed a potential adaptive response of this species to the East-West gradient in salinity across the Mediterranean Sea.Subsequently, using a demo-genetic model to simulate coral population dynamics and resilience across the Indo-pacific corals, I showed that the process of ‘evolutionary rescue’ can help genotypes adapted to warm ocean waters to move and migrate between populations thanks to larval connectivity. Evolutionary rescue can thus promote the persistence of populations by allowing them to adapt to environmental changes that would otherwise lead to population declines or even local extinctions.Finally, all of these results highlighted the need to better consider connectivity and the evolutionary potential of species in conservation strategies, in order to maximize their resilience capacity and long-term persistence in the face of more severe environmental crises.