Notre étude a porté sur le diagnostic de la présence des perturbateurs endocriniens dans le golfe de Gabès (Tunisie), leurs effets sur la reproduction d’une espèce bioindicatrice de pollution, la palourde R. decussatus ainsi que leurs mécanismes d’action. Pour atteindre ces objectifs, nous avons fait appel à plusieurs outils méthodologiques, des expositions in vivo (effluents urbains, effluents industriels, 17β-œstradiol) et des prélèvements in situ afin d’évaluer le risque encouru par l’écosystème du golfe de Gabès tout entier en utilisant une approche multiparamétrique basée sur différents niveaux de l’organisation biologique (allant du niveau biochimique jusqu’au niveau populationnel). Nous avons mis en évidence la présence des composés reprotoxiques tout au long de la côte Sud-Est de la Tunisie. Les résultats obtenus ont révélé une corrélation entre la contamination chimique (cadmium, activités œstrogéniques et androgéniques au niveau du sédiment) et certains paramètres biologiques liés à la reproduction (diamètre ovocytaire, vitellogénine, glycogène) et un site très divergent de tous les autres sites (El hofra). Cette station d’El hofra semble être touchée par une perturbation endocrinienne liée probablement à une synergie entre la contamination par le Cd et la présence des composés à activité œstrogénique et androgénique dans le milieu. En parallèle à cette étude in situ, trois expérimentations au laboratoire ont été réalisées. Les résultats ont montré que les effluents de la station d’épuration de Sfax (cocktail de contaminants) sont capables d’affecter la reproduction de la palourde en induisant la synthèse de la vitellogénine et stimulant la reproduction chez les deux sexes. L’exposition des palourdes à un contaminant pur, le 17β-œstradiol, a révélé qu’il peut contribuer à expliquer les perturbations du cycle reproducteur observées dans l’expérience précédente. Cette hormone naturelle a un effet et sans doute un rôle dans la physiologie de la palourde. Dans le but d’étudier son mécanisme d’action via le récepteur aux œstrogènes (RE), nous avons cloné une partie de l’ADNc codant pour les RE. Cependant, l’analyse de la réponse transcriptionnelle n’a pas montré de changement significatif dans l'expression du gène aussi bien chez les mâles que chez les femelles suite à une exposition aux œstrogènes (17β-œstradiol, effluents urbains et industriels). / Our study aimed to assess the presence of endocrine disrupting compounds in the Gulf of Gabes area (Tunisia), their effects on the reproductive potential of the marine bivalve, Ruditapes decussatus as well as elucidating their mechanisms of action. To achieve these goals, several methodologies have been deployed, such as laboratory in vivo exposures (to urban or industrial effluents, estradiol), and in situ sampling to assess the risk of such substances on this ecosystem by using a multiparametric approach based on different levels of biological organization in clams (from biochemical level to the population level). We have demonstrated the presence of reprotoxic compounds along the south-eastern coast of Tunisia. The results revealed, a strong correlation between chemical contamination (cadmium, estrogenic and androgenic activities in sediment) and some reproductive parameters (oocyte diameter, vitellogénine and glycogen levels) and, a particular site (El hofra) that differs from all the other studied sites in this polluted context. Clams from this station seem to suffer from endocrine disruption probably resulting from a synergistic effect between both cadmium contamination and the presence of chemicals acting as estrogens and androgens in the environment. In parallel to this in situ study, three laboratory experiments were performed. The results showed that exposure to a mixture of chemical compounds released by the Sfax wastewater treatment plant had an adverse impact on the reproductive potential of R. decussatus, by inducing vitellogenin synthesis and stimulating reproduction in both sexes. Results of the exposure of organisms to 17β-estradiol alone, revealed that the estrogenic compound could contribute to the observed effects on the reproductive cycle of the test animals in the previous experiment. This natural hormone has induced deleterious effects and may play a role in the physiology of the clam. To study its mechanism of action via estrogen receptors, a partial cDNA of the gene was isolated and characterized from the clam R. decussatus. However, analysis of the transcriptional response did not show a significant change in the gene expression in males as well as in females following exposure to estrogens (17β-estradiol, urban and industrial effluents).

L’originalité du golfe de Gabès (Sud de la Tunisie) a été reconnue par les malacologistes depuis le19ème siècle mais reste mal définie. Les espèces de cette région présentent des caractères morphologiques qui ont conduit à l’établissement de variétés, sous-espèces et espèces faiblement caractérisées. Certains auteurs les traitent comme des taxons endémiques tandis que d'autres les considèrent comme de simples variants locaux d'espèces à large répartition méditerranéenne. Le manque d’information concernant la valeur taxonomique de ces caractères morphologiques ne permet pas de traiter de façon robuste la question de l’endémisme dans le golfe de Gabès. Le premier objectif est de réviser le statut taxonomique des mollusques du golfe de Gabès en s’appuyant sur une approche de taxonomie moléculaire. La confrontation des différents caractères a permis d’identifier ceux qui discriminent correctement les individus en espèces, d’éliminer à l’inverse ceux qui ne remplissent pas cette fonction et d’en redéfinir de nouveaux. Le deuxième objectif est de relier les particularités faunistiques du Golfe à ses caractéristiques océanographiques et de discuter les phénomènes de spéciation qui pourraient être à l’origine de l’endémisme. Nos analyses ont porté sur six genres: Jujubinus (Trochidae), Diodora (Fissurellidae), Ocinebrina, Muricopsis (Muricidae), Aplus (Buccinidae) et Tritia (Nassariidae). L’approche intégrative utilisée a permis de proposer des hypothèses de délimitation d’espèces que nous avons ensuite confrontées aux données morphologiques et géographiques. Au final, l’endémisme est confirmé dans certains cas mais l’hypothèse qu’une partie des espèces décrites du golfe de Gabès ne sont que des variétés éco phénotypiques est également attestée. Notre approche moléculaire a mis aussi en évidence l’existencede nouvelles espèces et d’espèces cryptiques insoupçonnées dans la Méditerranée. Finalement l’hypothèse que le golfe de Gabès est un centre de spéciation est retenue. Plus de données moléculaires (reliées à des données fossiles) d’autres groupes provenant de différentes localités (spécialement du golfe de Syrte) apparaissent toutefois nécessaires. / The present Mediterranean marine fauna is the result of a history going back to the Messinian Salinity Crisis, with current biogeographical patterns mostly reflecting Quaternary to modern oceanographic conditions. The Gulf of Gabès, in southern Tunisia, is remarkable for its extreme ecological characteristics that distinguish it from "ambiant" Mediterranean conditions. Starting with the work of malacologists at the turn of the 19th-20th centuries, the molluscs of the Gulf of Gabès have been recognized as exhibiting morphological characters that set them apart from more typical forms that occur in the rest of the Mediterranean. At present, 6% of the species of the overall Gulf of Gabès mollusc fauna are treated as valid local endemics. Using an integrative taxonomy approach, combining molecular and morphological data, the objective of the study is to re-evaluate the status of these Gulf of Gabès local forms: are they valid, endemic species or do they represent ecophenotypic variation? Given the young geological age (6-8 ka) of the Gulf, where would local endemics have originated? The gastropod genera Jujubinus (Trochidae), Diodora (Fissurellidae), Tritia (Nassariidae) Ocinebrina (Muricidae), Muricopsis (Muricidae) and Aplus (Buccinidae) all have in common non-planktotrophic larval development. Our integrative approach confirms the validity of some of the endemic taxa, but also infirm that others are not valid species; molecular data also reveal unsuspected cryptic lineages both within and outside the Gulf. Regarding the question of the origin of the endemic species, various hypotheses have been proposed, one of them being that the Gulf of Gabès is a “speciation factory”. To formally test this hypothesis, more molecular data (coupled with fossil record data) are needed from other species groups and from other localities in the Mediterranean (specifically the Gulf of Syrte).

L'aquaculture et la pêche impactent l'environnement, les ressources et le fonctionnement des écosystèmes. L’un des enjeux en écologie est de placer ces activités anthropiques dans un cadre de développement durable. Afin de quantifier et de limiter ces impacts, différentes méthodes d’évaluation environnementale ont vu le jour. L’Analyse de Cycle de Vie (ACV) est une méthode pertinente pour évaluer le bilan environnemental d'un produit en prenant en compte l’ensemble de ses étapes de vie, "du berceau à la tombe", depuis l’extraction des matières premières et leurs transformations pour l'élaboration du produit, jusqu’à la fin de vie. Cette thèse porte sur l’adaptation de l’ACV au domaine de l'aquaculture et de la pêche en Tunisie. Son objectif est d'explorer les perspectives offertes par cette méthodologie afin de mieux caractériser le fonctionnement des systèmes de production de poissons et leur lien avec l’environnement. Cette étude a montré que les pratiques aquacoles et la production d'aliment de poisson sont les contributeurs majeurs aux impacts environnementaux, ceci est expliqué par l'utilisation de farine et d'huile de poisson dans la fabrication de l'aliment. Les résultats ont également montré que les impacts du chalutage de fond sont proportionnels à la quantité de carburant nécessaire pour la production. Ce travail a permis d'étudier et comparer les impacts environnementaux de l'activité aquacole et de la pêche au chalutage de fond en Tunisie. Les résultats de cette thèse ont un intérêt pour les gestionnaires en proposant des voies d'amélioration et des recommandations stratégiques de gestion pour améliorer les deux secteurs afin de les placer dans un contexte de développement durable. / The main goal of ecology is to place human activities within a framework of sustainable development by enhancing their economic benefits, their social attractiveness and their environmental performances. Ecosystems that support fisheries and aquaculture are subject to several alterations of significant relevance to their functioning and to their abilities to provide goods and services. Therefore, the long-term sustainability of fishing and aquaculture is a major concern from an environmental and ecological viewpoint. Both activities carry risks of negative environmental impacts because of its close relation with the immediate environment. To better understand environmental impacts and ensure the sustainability of fishing and aquaculture, it is necessary to develop an integrative sciencebased approach to impact assessment. Life Cycle Assessment (LCA) has emerged as a robust method to estimate potential environmental impacts associated with a product. It allows the assessment of environmental impacts “from cradle to grave”, taking into account all stages of a product’s life. This thesis focuses on the adaptation of LCA to demersal trawling and aquaculture in Tunisia. The goal is to explore how LCA improves the environmental evaluation of seafood production systems and how it helps to better understand their links with the environment. Results revealed that rearing practices and fish feed were the greatest contributors to the impacts studied due to the production of fish meal and oil and the low efficiency of feed use. The study also showed that impact intensity of demersal trawling was proportional to the amount of fuel consumed. LCA is a valuable tool for assessing how to improve environmental sustainability of demersal trawling and aquaculture.

L’objectif de cette thèse est d’améliorer la compréhension du fonctionnement et de la structure trophique du golfe de Gabès en Tunisie. Afin de concilier exigences écologiques et exploitation des ressources marines, différents modèles écosystémiques ont été développés pour étudier sa dynamique trophique et contribuer à la réflexion sur la mise en place de plans de gestion. Un modèle trophique d’équilibre de masse « Ecospace » a été construit afin d’évaluer les conséquences écosystémiques de différentes mesures de gestion. Les résultats des simulations ont permis d’explorer les interactions entre la pêche côtière et la pêche au chalut benthique et d’identifier des zones où les mesures de gestion sont effectives. Un modèle end-to-end a également été appliqué pour expliciter la dynamique des espèces considérées, depuis le forçage climatique jusqu'à la pêche. Cette approche de modélisation consiste à forcer le modèle individu-centré « OSMOSE » par un modèle biogéochimique « Eco3MMed ». Ce modèle a permis d’établir une représentation cohérente du réseau trophique et de simuler des scénarios de gestion théoriques de mise en réserve. Le modèle end-to-end a également été utilisé pour étudier la sensibilité d’un ensemble d’indicateurs écologiques à la pression de pêche. Les résultats ont révélé que les indicateurs de taille sont les plus adaptés pour faire le suivi de l’impact de la pêche dans le golfe de Gabès. Au final, une approche comparative entre plusieurs écosystèmes méditerranéens a été mise en place avec le modèle EcoTroph pour comparer leurs structures trophiques et explorer les effets de plusieurs niveaux d’exploitation par l’analyse de leurs spectres trophiques. / The objective of this thesis is to improve the understanding of trophic structure and functioning of the gulf of Gabes in Tunisia. In order to reconcile environmental concerns and exploitation of marine resources, different ecosystem models have been developed to study the ecosystem dynamics and contribute to the discussion on the implementation of management plans. A spatial and temporal dynamic model “Ecospace” was built to evaluate the ecosystem consequences of different management measures based on scenarios derived from the current regulation. The results of simulations allowed to investigate the interactions between coastal and benthic trawl fishing and to identify areas where management measures are effective. An end-to-end model has been applied to the gulf of Gabes ecosystem to represent the dynamics of 11 high trophic level species, from climate forcing to fishing.This modelling approach consists in forcing the individual-based model "OSMOSE" by a biogeochemical model "ECO3M-Med". This model allowed to establish a coherent representation of the food web and simulate theoretical management scenarios of spatial fishing closure. The end-to-end model has also been used to study the sensitivity of a set of ecological indicators to fishing pressure. The simulation of different levels of fishing mortality showed that size indicators were the most relevant to monitor the impact of fishing in the gulf of Gabes. Finally, a comparative approach between several Mediterranean ecosystems was applied using the EcoTroph model to compare their trophic structures and explore the effects of different levels of fishing pressure through the analysis of their trophic spectra.