Les éléphants font partie des rares mammifères capables d’entendre les infrasons et leur comportement locomoteur est unique. Ces singularités correspondent à des spécialisations de leurs organes sensoriels contenus dans l’oreille interne : la cochlée (audition) et le système vestibulaire (locomotion). Alors que la diversité actuelle des proboscidiens est très faible (trois espèces), ce groupe a été bien plus diversifié pendant les 60 millions d’années qui composent son histoire. Cette thèse étudie pour la première fois de façon complète la morphologie et la fonction de la région de l’oreille (périotique, labyrinthes osseux et membraneux) d’éléphants actuels grâce aux techniques CT scan 3D. De plus, les périotiques de quatorze genres de proboscidiens fossiles sont décrits afin de documenter l’évolution de ce complexe anatomique au sein de cet ordre de mammifères. Les résultats montrent que certains caractères de l’oreille sont très variables au niveau spécifique. Notre analyse inclut les plus anciens proboscidiens connus et suggère que la morphologie de la région otique a évolué graduellement pendant la première moitié de l’histoire évolutive du groupe et que le morphotype moderne éléphantin est déjà acquis chez les Deinotheriidae et généralisé chez les éléphantimorphes. Les inférences sur la locomotion et l’audition des taxons fossiles confirment ces observations. Ce travail permet ainsi de lever le voile sur l’évolution d’une région anatomique majeure, jusque-là méconnue chez un groupe emblématique de mammifères. / Elephants are among the few mammals able to hear infra-sounds, and they display a unique locomotor behavior. It corresponds to specializations of their sensory organs contained in the inner ear: the cochlea (audition) and the vestibular system (spatial orientation). While only three species are living today, they were a much more diverse group found in five continents and with a 60 Ma-long history. We provide here the first comprehensive morphological and functional study of the ear region (petrosal, bony and membranous labyrinths) of extant elephants using 3D CT scan techniques. Additionally, we describe and compare the petrosals of fourteen extinct proboscidean genera in order to shed light on the evolution of this anatomical complex in the Proboscidea. The results show that some features of the petrosal and bony labyrinth of extant elephants - such as the number of turns of the cochlea – display a noticeable level of intra-specific variability. Our analysis includes the earliest-known proboscideans and suggests that the petrosal and bony labyrinth morphology evolved gradually during the first half of the proboscidean evolutionary history, but also that the modern morphotype exhibited in elephants was probably already acquired in deinotheriids and generalized in elephantimorphs. Functional inferences on the locomotor behavior and the audition of extinct proboscideans confirm these observations. This work hence provides new insights on the evolution of a major anatomical region hitherto poorly known in an emblematic group of mammals.

Du fait de l’isolement géographique de l’océan austral et des conditions météorologiques qui y règnent, la collecte de données océanographiques par les moyens conventionnels est particulièrement couteuse dans cette région du globe. Pour pallier à ces difficultés, l’utilisation d’enregistreurs électroniques embarqués sur des prédateurs marins, et notamment sur les éléphants de mer austraux, s’est révélée être une approche intéressante. Les femelles éléphants de mer s’alimentent en grande partie de petits poissons méso-pélagiques bioluminescents, les myctophidés. Leur forte abondance et leur comportement de migration nycthémérale confèrent à ces organismes un rôle écologique de première importance dans l’océan austral. Cependant, la distribution spatiale des proies de l’éléphant de mer, et les processus physiques et biologiques qui influent sur la dynamique de cette distribution sont encore mal connus. Cette thèse se propose d’enquêter sur ces sujets à partir des données à haute fréquence d’échantillonnage collectées par des femelles éléphants de mer. L’analyse du comportement de plongée des femelles éléphants de mer, en relation avec les variations du taux de rencontre de proie dont les données d’accélération permettent d'avoir une estimation, est au cœur des différents travaux développés dans cette thèse. Les résultats obtenus suggèrent notamment, (1) une diminution de l’abondance des proies avec la profondeur ainsi qu’une homogénéisation de leur distribution, (2) une distribution en couches de cette ressource, (3) l’intervention de contraintes verticales délimitant l’étendue verticale de ces couches et ainsi capable de moduler leur densité, (4) au sein des couches, une dispersion relativement importante des proies en comparaison de la portée des capacités de perception du prédateur, et enfin (5) un rôle significatif des tourbillons méso-échelle et de leur bordure sur la structuration de la distribution des ressources alimentaires de l’éléphant de mer durant l’été austral. / Because of the remoteness and harsh meteorological conditions of the southern ocean, data sampling is more costly in this area. Use of electronic devices attached to marine predators (Bio-logging), such as southern elephant seals, has emerged as an interesting approach to cope with this problem. Female southern elephant seals primarily feed on small bioluminescent meso-pelagic fishes called myctophids. Because of their large abundance and of their diel vertical migration behaviour, these organisms have a major ecological importance in the southern ocean. However, the spatial distribution of the elephant seals prey, as well as the bio-physical processes affecting the dynamics of this distribution, are still poorly known. This thesis intends to investigate this issue using high sampling frequency bio-logging data collected by female southern elephant seals. This work is based on the analysis of elephant seals diving behaviour in relation to changes in the occurrence of prey encounter events detected from acceleration data. Our results suggest that (1) prey abundance decreases with depth and that their distribution tend to standardize, (2) prey are distributed into layers, (3) vertical constraints could modulate the prey density by acting on the vertical spread of these layers, (4) prey items are well dispersed in comparison to the perception range of elephant seals, and finally (5) that meso-scale eddies, notably their edges, play a structuring role in the prey distribution during the austral summer.