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Macroinvertebrate data collected from 120 headwater streams in New Zealand were used to test the ability of the Freshwater Environments of New Zealand River Classification (FWENZ) to explain spatial variation in unimpacted stream invertebrate communities. FWENZ is a GIS based multivariate river environment classification of the sections of national river network. The classification performance of the FWENZ was examined to determine the optimum classification level which could be used for the purpose of conservation and biomonitoring of New Zealand rivers and streams. The classification performance of the FWENZ was also compared to those of two other river classification systems, the ecoregions and the River Environment Classification (REC). Results of the analysis of similarity (ANOSIM) test showed that discrimination of the study sites based on interclass differences in macroinvertebrate community composition was optimal at FWENZ 100 class level which classifies the New Zealand rivers and streams into 100 different groups. The FWENZ 100 class level distinguished the biological variation of the study sites at a finer spatial scale than the REC Geology level. Although performance of the ecoregions classification was stronger than both the river environmental classifications, the REC and the FWENZ, but it was unable to explain the variation in local assemblage structures. Multivariate analyses of the macroinvertebrate abundance data and the associated environmental variables at three different spatial scales (upstream catchment, segment, and reach) were used to identify environmental predictors of assemblage patterns. Catchmentscale measures of climatic, topographic and landcover factors were more strongly correlated with macroinvertebrate community structures than segment scale measures, whereas reachscale measures of instream physicochemical factors and riparian characteristics had the least association with assemblage patterns. Despite the strong influences of cathment-scale factors on macroinvertebrate communities, local factors like water temperature, stream velocity, reach elevation, percent canopy cover and percent moss cover were also involved in explaining the within-region variation in assemblage patterns, which indicates the importance of considering regional as well as local factors as surrogates of stream invertebrate communities to provide a base for stream bioassessment programmes at multiple scales.

Une grande diversité d’animaux produit des sons pour communiquer, s'orienter, ou lors de la réalisation d'actes comportementaux comme la prise de nourriture. Ces sons ne se répartissent pas aléatoirement dans l'espace et le temps suggérant l'existence de règles d'assemblage sonore qui structurent les populations et communautés acoustiques. Les environnements d'eau douce, et en particulier les mares, sont considérés comme les réservoirs d'une importante diversité biologique, et donc potentiellement abritant un nombre significatif d'espèces produisant des sons. Cependant la diversité acoustique de ces milieux naturels n'a jamais été explorée.L'objectif principal de cette thèse est d'explorer pour la première fois la diversité acoustique présente dans les milieux d'eau douce en climat tempéré en étudiant les structures des populations et communautés acoustiques et en explorant les processus pouvant déterminer ces structures.Une revue bibliographique sur la production sonore par les organismes d'eau douce ainsi que des enregistrements d'espèces cibles effectués en laboratoire révèlent qu'une diversité acoustique particulière existe dans les environnements d'eau douce en milieux tempérés. Pour comprendre comment cette diversité est structurée, les communautés acoustiques de trois mares situées dans des environnements différents ont été enregistrées et suivies au cours du temps. Cette étude révèle que les trois mares sont caractérisées par des communautés acoustiques riches et distinctes ayant des dynamiques spatio-temporelles spécifiques. Les facteurs potentiels structurant les communautés acoustiques d’eau douce ont été recherchés en testant si la composition de communautés acoustiques dans six bras morts de la plaine d'inondation du Rhône était liée à des variables environnementales. Nos résultats montrent que les communautés acoustiques des bras morts sont significativement liées à une variable environnementale : le degré de connectivité entre les bras morts et le lit principal de la rivière. Ce résultat suggère un rôle clé de cette variable dans les règles d'assemblage des communautés. Enfin, pour comprendre les processus possibles liant la production de sons et l'environnement naturel, une population de l'insecte aquatique Micronecta scholtzi a été suivie par des enregistrements acoustiques dans une mare méditerranéenne. Le niveau d'activité acoustique de M. scholtzi a été estimé de façon continue à l'aide d'un réseau de 12 capteurs sonores synchronisés. L'activité acoustique était caractérisée par un rythme circadien, dont les propriétés étaient perturbées par la diffusion expérimentale d'un bruit d'origine anthropique. Cette expérience révèle que les effets de la pollution sonore peuvent être observés à l'échelle d'une population d'insectes aquatiques.Ce travail montre ainsi l'existence d'une diversité acoustique dans les milieux d'eau douce et identifie des relations entre production acoustique et facteurs environnementaux. Ce travail ouvre également des perspectives intéressantes d'utilisation de l'acoustique pour aborder des problématiques d'écologie fondamentale et appliquée en milieu d'eau douce. / An important diversity of animal species produces sounds during communication, orientation, movement, or prey-predator acts. These sounds are not distributed randomly in space and time and are therefore thought to follow assembly rules forming either acoustic populations or acoustic communities. Freshwater environments and ponds in particular, are considered as primary resources for biological diversity and as such host a potentially significant number of soniferous species. However the acoustic diversity of these natural environments remains totally unexplored.The main aim of this PhD was to explore for the first time the acoustic diversity found in temperate freshwater by studying the patterns and structural processes of a selection of acoustic populations and communities recorded in several types of freshwater environments. A review of the literature on sound production by freshwater organisms along with laboratory recordings of target species revealed that a valuable acoustic diversity can be found in temperate freshwater environments. To understand how the acoustic diversity is structured, the acoustic communities of three temperate ponds were acoustically monitored. This study revealed that the three ponds were characterized by rich and distinct acoustic communities with specific spatio-temporal dynamics. To further understand the potential factors structuring freshwater acoustic communities, environmental variables were assessed along with the composition of acoustic communities found in six secondary channels of the Rhône riverine floodplain. Two environmental variables were investigated: the water temperature and the level of lateral connectivity of the secondary channels to the main river. Acoustic communities in the Rhône riverine floodplain were clearly structured by lateral connectivity suggesting a role of this key variable as an assembly rule. Finally to understand the possible processes linking animal acoustics and the natural environment, a population of aquatic insect, Micronecta scholtzi, was acoustically monitored in a Mediterranean pond. The level of M. scholtzi acoustic activity was assessed continuously using a network of twelve synchronised acoustic sensors. The acoustic activity of \textit{M. scholtzi} showed a regular daily pattern that was modified in amplitude and phase by the playback of an anthropogenic noise. This experiment revealed that the effects of noise pollution may emerge at an aquatic insect population level. This PhD unraveled the existence of a significant amount of unexplored acoustic diversity in freshwater environments and identified links between acoustics and the environment. This research opens interesting perspectives in the use of acoustic to tackle fundamental and applied ecological questions in freshwater environments.

Les circuits et réseaux d’eau subissent épisodiquement des problèmes de contamination par des microorganismes tels que Legionella pneumophila, conduisant à la dégradation de la qualité microbiologique de l’eau circulante. De nouveaux moyens de traitements doivent être mis en place de façon notamment à limiter l’usage de biocides chimiques. Ce travail de thèse s’inscrit dans cette problématique et a pour objectif d’identifier de nouveaux composés actifs contre L. pneumophila en tenant compte de son comportement et de ses interactions au sein de son microenvironnement. De manière à obtenir des composés produits par des souches bactériennes appartenant à la même niche écologique que L. pneumophila, une campagne de prélèvement d’eau a été réalisée. Un total de 273 isolats environnementaux ont été isolés et testés contre L. pneumophila. Les résultats obtenus indiquent que 178 de ces isolats (65%) présentent une activité anti-Legionella. Quatre souches ont ensuite été sélectionnées (Aeromonas bestiarum SW257, Rahnella aquatilis SW265, Flavobacterium spp. PW52 et Pseudomonas spp PW329) et les composés actifs produits ont été caractérisés. A. bestiarum SW257 produit un peptide anti-Legionella. Flavobacterium sp. PW52 produit un mélange de composés anti-Legionella ayant des propriétés tensioactives, les flavolipides. Pseudomonas sp. PW329 produit des composés organiques volatiles, identifiés par SPME-GC-MS, actifs contre L. pneumophila. Enfin, R. aquatilis SW265 produit un sidérophore à activité anti-Legionella. / Water is essential to sustain life and water sources used for human consumption must be biologically safe, to avoid any risk for health. Indeed, the most common and widespread health risk associated with drinking water are infectious diseases caused by pathogenic microorganisms such as Legionella pneumophila. However, more efforts are needed to control disinfection by-products and minimize people exposure to potentially hazardous chemicals while maintaining adequate disinfection to ensure good water quality. Thus, this work aimed to find natural antibacterial compounds to control L. pneumophila growth using bacteria from freshwater environments. Environmental aquatic bacteria were sampled from five freshwater sources to get a large culturable bacterial collection. A total of 273 bacterial isolates were recovered and screened for their ability to produce anti-Legionella compounds. Among those, 178 (65%) were shown to be active against L. pneumophila. Four strains (Aeromonas bestiarum SW257, Rahnella aquatilis SW265, Flavobacterium spp. PW52, and Pseudomonas spp PW329) were next selected for the characterization of their active compounds. A. bestiarum SW257 produces an anti-Legionella peptide, and Flavobacterium spp PW52 produces a mixture of anti-Legionella compounds with surface active properties, named flavolipids. Finally Pseudomonas sp. PW329 delivers many volatile organic compounds, and R. aquatilis SW26 produces a anti-Legionella siderophore.