Ce travail de recherche porte sur l’étude du paléo-environnement du massif des Calanques, sur la mise en place d’une structure karstique de surface (poljé de Cassis, SE France) et sur l’empreinte de l’Homme sur son milieu. L’étude se base sur la réalisation de mesures géophysiques (électrique, gravimétrie, sismique passive) et sur l’analyse de plusieurs sondages, dont le principal est un enregistrement sédimentaire de 50 m de long carotté dans un paléo-lac situé à 2 km du littoral méditerranéen qui retrace le paléo-environnement du massif des Calanques au Pléistocène supérieur et à l’Holocène.Le paléo-lac de Cassis a été formé par la dissolution du calcaire barrémien et/ou par l’effondrement d’une cavité karstique, et a été rempli par une sédimentation laminée fine issue de l’érosion des marnes aptiennes, sédimentation qui caractérise un milieu de dépôt anoxique profond. Les observations spéléologiques et les analyses sédimentaires supposent l’existence d’une connexion entre le poljé et la rivière souterraine du Bestoaun.L’environnement holocène, stable sur toute la période holocène, est dominé par les formations herbacées sèches. L’impact de l’Homme sur l’environnement du massif des Calanques est visible au travers des modifications du réseau hydrographique local, de la métallurgie du plomb et de la mise en place de pratiques agro-pastorales. / This Phd research work focuses on : (1) paleo-environment of the Calanques, (2) karst structure formation (polje of Cassis, SE France) and (3) Holocene environmental changes linked to human activities.The study is based on a multi-geophysical methods approach (electrical resistivity tomography, gravimetric, passive sismic survey) and on several sedimentary records studies. The main sedimentary record is 50 m-long core coming from a pleistocene paleolake located 2 km from the Mediterranean Sea. Limestone dissolution and/or cavity collapse led to the development of a polje, rapidly filled by the erosion of Aptian marls in glacial period. The connection between the polje and the three kilometer long Bestouan underwater karstic conduit with submarine outlet is strongly suggested by sedimentological studies and geophysical prospections.The Holocene environment is dominated by dry herbaceous formations. Human activities impact on the environment is visible through (1) local water network changes, (2) lead metallurgy activity and (3) agro-pastoral practices.

Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

La gestion et la conservation des littoraux exigent la synthèse de données géographiques sur la répartition et l'intensité des activités humaines et sur le cumul de leurs impacts sur les écosystèmes côtiers marins et terrestres. Actuellement, à l’échelle du littoral européen ou français, peu d’études offrent une vision globale des risques sur les habitats terrestres et marins. Comment s’y répartissent les pressions humaines sur la biodiversité ? Comment mieux définir le système littoral et ainsi améliorer la gestion de ce territoire ? A l’échelle européenne, à l’aide de 24 pressions anthropiques issues d’EUROSTAT sur une classification NUTS, nous avons découpé le littoral terrestre européen en bandes de 10 km jusqu’à une limite de 100 km et identifié la répartition et l’intensité relative des pressions sur les environnements côtiers. Nous avons ainsi montré que la grande majorité des pressions se situent directement sur le trait de côte et les 30 premiers kilomètres, puis diminue fortement jusqu’à la limite des 100 km. Ce découpage du littoral européen nous a aussi permis, à l’aide d’analyses factorielles des correspondances couplées à de la classification hiérarchique ascendante, de diviser les territoires littoraux en 4 groupes cohérents présentant les mêmes pressions et intensités relatives à l’échelle de l’Europe. A l’échelle française, nous avons également développé un modèle spatial pondéré par dires d’experts basé sur la géolocalisation de 15 pressions anthropiques pour 81 habitats biophysiques marins et terrestres présents sur les littoraux français métropolitains. L’information est synthétisée sous la forme de score appliqué à un maillage composé de 26000 cellules de 25 km². Cette méthode de scoring cumulative, dans un modèle additif des impacts anthropiques, nous montre les aires à risques à la fois sur le territoire marin et terrestre. Encore une fois, les zones les plus affectées par les perturbations humaines sont les plus proches du littoral. A contrario, les zones les moins affectées sont celles avec une bathymétrie forte et celles avec une élévation importante. Nous avons finalement développé un site web participatif qui comporte de la SIG intégrée pour permettre la collecte et la diffusion de l’analyse de ces pressions anthropiques sur la France métropolitaine en suivant notre modèle additif et permet à des échelles plus locales de restituer notre analyse à tout type d’utilisateur. Au final, peu de zones ne sont pas affectées par les activités humaines (0,1%) et au contraire, une fraction importante présente de très forts risques (4,8%). Les risques sont de plus en plus forts en se rapprochant du trait de côte. Ces analyses et les cartes développées sont des outils permettant de mieux comprendre les enjeux de conservation pour la mise en œuvre d’une gestion des socio-écosystèmes littoraux et permettront de mieux cibler les priorités dans la conservation de notre territoire à échelle continentale, nationale ou locale. / Coastal management and conservation require the synthesis of geographic data on the distribution and intensity of human activities and their combined impacts on marine and terrestrial coastal ecosystems. Currently, across the European or French coasts, few studies provide a global view of risks on terrestrial and marine habitats. How are human pressures on biodiversity distributed? How to define the littoral system and thus improve management of this territory? At the European level, using 24 human pressures from EUROSTAT across the NUTS classification, we cut the European coasts in strips of 10 km to a limit of 100 km and identified the distribution and relative intensity pressures on coastal environments. We have shown that the great majority of the pressures occurs directly on the coastline and in the first 30 kilometers, then decreases sharply to the limit of 100 km. This division of the European coasts has also allowed us to use factorial correspondence analyses coupled with a hierarchical cluster analysis to divide the coastal territories in 4 coherent groups with the same pressures and relative intensities across Europe. At the French level, we have also developed a spatial model weighted by expert opinions based on geolocation of 15 human pressures on 81 marine and terrestrial biophysical habitats present on the metropolitan French coasts. The information is synthesized in the form of impact score applied to a mesh composed of 26000 cells (25 km²). This method of cumulative anthropogenic impacts scoring in an additive model shows areas with higher risks on both the marine and land territory. Again, the most affected areas by the human disturbances are close to the coast. Conversely, the least affected areas are those with a strong bathymetry and those with a significant elevation. We finally developed a participatory website that includes integrated GIS that allows the collection and dissemination of analysis of these human pressures on France following our additive model and allows at more local scales to return our analysis from any type of user. In the end few areas are not affected by human activities (0.1%) and a rather large fraction present very high risk (4.8%). The nearer the coastline, the more the risks are high. These analyses and maps are tools that give better understanding of conservation issues for the implementation of a socio-ecosystems coastal management and that will target the priorities in the conservation of our territories at a continental, national or local scale.

L'évaluation écologique des cours d'eau ne prend pas en compte les différents processus qui y sont réalisés, faute d'indicateur disponibles. L'objectif de cette thèse a été de documenter l'utilisation de la décomposition des litières végétales d'origine terrestre comme indicateur de l'intégrité fonctionnelle des rivières de plaine et de piedmont suivies par l'Agence de l'Eau Adour-Garonne. Partie 1. Sur une douzaine de sites suivis pour la pollution par les pesticides, le taux de décomposition est divisé par deux entre le site le moins et le plus contaminé, entrainant le passage d'une décomposition co-assurée par les invertébrés et les microorganismes dans les sites les moins contaminés à un processus réalisé seulement par les microorganismes dans les sites les plus contaminés, compromettant le processus dans les rivières les plus contaminées. Cette altération est observée à des concentrations en pesticides pourtant inférieures aux seuils fixés par l'Union Européenne. Partie 2. Sur 58 sites qui maximisent l'amplitude des classes de qualité écologiques, l'absence de corrélation observée entre les indices biologiques basés sur les invertébrés (IBGN, I2M2) et les diatomées (IBD) et le processus de décomposition suggère que les perturbations, selon leur nature et/ou leur intensité, altèrent différentiellement la composition des communautés et les activité de transformation de la matière organique. Partie 3. Une grille d'évaluation de la qualité fonctionnelle des rivières croisant deux variables, ktotal et le ratio kinvertébré/kmicrobien est proposée à partir de 84 sites de suivi et de sites de référence tirés de la bibliographie. Cette grille montre qu'à l'échelle régionale, le processus de décomposition est plus affecté dans sa composante liée à l'activité des invertébrés qu'à celle liée aux microorganismes. En suivant les critères d'évaluation de la Directive Cadre sur l'Eau, cette grille d'évaluation met en évidence que seulement 28 % des sites étudiés atteindrait un bon état fonctionnel. Cette thèse a permit de documenter la réflexion menée sur le développement d'indicateurs fonctionnels et plaide pour l'inclusion de la décomposition des litières végétales dans l'évaluation évaluation écologique par une approche croisée, telle que formalisée par un graphique structure x fonction à double entrée. / The aim of this thesis was to document, at regional scale (SW France), the application of litter decomposition and associated metrics as a proxy of functional integrity of stream ecosystems. The Introduction exposed the underlying arguments, mainly relying on (1) the importance of this ecosystem process, which provides most carbon sources to the aquatic food web, and (2) the need to complement the structural metrics routinely used in biomonitoring schemes by a functional component. Chapter I dealt with the capacity, by using litter decomposition, to discriminate the effects of pesticides from other stressors in 12 agricultural streams selected along a contamination gradient. The decomposition rate was twice as low in the most contaminated site compared with the less contaminated one, and the relationship was monotonous along the gradient. Only the activity of invertebrate decomposers was affected, translating into the switch from a decomposition co-dominated by invertebrates and microorganisms in the less contaminated sites to a process only achieved by microorganisms in the most contaminated ones. Taxonomic richness and density of invertebrate decomposers together with a specific indicator based on invertebrate traits followed the same trends as the invertebrate-driven decomposition rate, kinvertebrate, while fungal biomass, sporulation rate and taxonomic richness remained unaffected. Consequently, the presence of pesticides compromised leaf breakdown, as microbial decomposers did not compensate for the invertebrate decomposers decline. This occurred while pesticides concentrations even in the most contaminated stream were under the European Union's Uniform Principles thresholds for targeted species. This study showed that litter breakdown, particularly the ratio of total to microbial-driven breakdown rate, is a pertinent proxy to assess the functional integrity of pesticide-contaminated streams. Chapter II compared the biological evaluation, as routinely undertaken in monitoring schemes from structural indicators based on invertebrates (IBGN and I2M2) and diatoms (BDI), with the functional indication based on litter decomposition. No correlation was found between structural and functional indicators on 58 streams, whereas the 3 structural indicators were strongly correlated each other. Redundancy analysis showed a negative relationship between ktotal or kinvertebrate and the proportion of cultures in the riparian corridor, while kmicrobial responded to the same environmental parameters (substratum coarseness, temperature) as structural indicators. The lack of correlation between invertebrate-based structural metrics and kinvertebrate suggested that disturbances, depending on their nature and/or intensity, differentially impair community composition and community activity in organic matter processing. In the view of proposing functional metrics, Chapter III concerned the distribution patterns of decomposition parameters on our study sites together with reference sites from the literature. Strong links were detected between decomposers community, decomposition rate and environmental settings, as exemplified by positive correlations between ktotal or kinvertebrate and detritivores abundance, kmicrobial and fungal biomass or sporulation rate, and the ratios ktotal/kmicrobial or kinvertebrate/kmicrobial and the abundance of decomposers. We propose a rating grid of stream ecosystem functional quality crossing two entries, ktotal and kinvertebrate/kmicrobial. At the regional scale, this grid shows that litter decomposition is more affected in its invertebrate component than in the microbial one. The Discussion exposes the main results in context and opens to perspectives, particularly about the question of reference sites. In conclusion, our results strongly argue for a crossed evaluation of ecological quality of running waters, as formalized by a chart with structure × fonction double entry.

La production sonore biologique, étudiée par acoustique passive, doit être évaluée comme méthode complémentaire pour l’étude des effets des perturbations anthropiques sur les milieux côtiers.Alors que les sons émis par les mammifères marins et les poissons sont largement documentés, ceux issus des invertébrés benthiques restent peu décrits, même si ces derniers peuvent assurer des fonctions-clés dans les systèmes marins. L’enjeu principal de cette thèse était d’évaluer la pertinence de l’utilisation de l’acoustique passive comme outil écologique en s’appuyant sur la biophonie des invertébrés benthiques d’habitats côtiers tempérés et plus particulièrement en prenant comme habitat-modèle les bancs de maërl de la rade de Brest. Nous avons mis en évidence l’existence d’espèces sonifères remarquables qui constituent de bons candidats pour leur suivi en milieu naturel. Ces travaux ont de plus montré l’importante contribution de certains invertébrés benthiques dans le paysage sonore sous-marin, encourageant à ne plus imputer systématiquement les sons benthiques uniquement aux « crevettes claqueuses ». Le deuxième volet de cette thèse a montré que les variations de production sonore des invertébrés benthiques, à l’échelle individuelle ou collective, offrent des informations précieuses sur la mise en évidence de stress tels qu’un bloom d’algues toxiques ou l’impact du dragage. Ainsi, le nombre de mouvements sonifères des coquilles Saint-Jacques est doublé en présence de fortes concentrations d’algues toxiques, et le paysage sonore des bancs de maërl fortement pêchés est trois fois plus silencieux et moins complexe que celui du maërl préservé. Les résultats de ce travail de thèse, discutés dans un contexte de développement d’outils pour l’évaluation de l’état de santé des écosystèmes marins, permettent l’émergence de nouvelles hypothèses de travail en écologie marine. / Biological sound production, as studied by passive acoustics, should be considered as a complementary method to study the effect of anthropogenic disturbances on coastal systems. While sounds emitted by marine mammals and fish are well documented, those from benthic invertebrates are poorly described, although they can play key roles in marine ecosystems. The main goal of this PhD work was to evaluate the suitability of passive acoustics as an ecological tool based on sound production by benthic invertebrates living in temperate coastal habitats, and particularly in maerl beds of the Bay of Brest.We highlighted the existence of interesting soniferous species that appear to be good candidates to monitor in the field. This work also showed the important contribution of some benthic invertebrates to the underwater soundscape, suggesting that benthic sounds should not be attributed only to snapping shrimps. The second part of this PhD thesis emphasized that changes in benthic invertebrate sound production, at individual or collective scales, provides valuable information on the detection of stress such as a toxic algal blooms or the impact of dredging. Thus, the number of soniferous movements made by the great scallop doubles in the presence of high concentrations of toxic algae, and the soundscape of heavily fished maerl beds is three times quieter and less complex than preserved ones. The results of this PhD thesis, which are discussed in the context of tool development for the assessment of marine ecosystem health, raise new working hypotheses in marine ecology.

Au cours du XXème siècle, les mesures marégraphiques ont permis d'estimer la hausse du niveau de la mer global à 1.7 mm.a-1. Depuis deux décennies, les observations faites par les satellites altimétriques indiquent une hausse du niveau de la mer plus rapide, de 3.2 mm. a-1 sur la période 1993-2011. Grâce à leur couverture quasi-globale, les observations spatiales ont aussi révélé une forte variabilité régionale dans la hausse du niveau de la mer qui dépasse de beaucoup la hausse moyenne globale dans de nombreuses régions du globe. Cette composante régionale qui s'ajoute à la hausse globale pour donner le niveau de la mer total local, est essentielle dans l'étude des impacts de la hausse du niveau de la mer sur les régions côtières et les îles basses. Dans cette thèse, nous analysons les observations de la variabilité régionale de la hausse du niveau de la mer, nous proposons une reconstruction de cette variabilité régionale depuis 1950 (i.e. avant l'avènement de l'altimétrie spatiale) et nous étudions ses causes et ses origines. Tout d'abord, nous proposons une reconstruction de la variabilité régionale du niveau de la mer dans le passé (avant la période altimétrique) en combinant des données marégraphiques avec les structures spatiales propres de l'océan déduites des modèles d'océan. Cette méthode permet de reconstruire le niveau de la mer en 2 dimensions depuis 1950, sur la majeure partie du globe, avec une résolution proche de celle de l'altimétrie spatiale. Ensuite, nous appliquons la méthode de reconstruction pour estimer la variabilité régionale de la hausse du niveau de la mer passée dans trois régions sensibles au réchauffement climatique : le Pacifique tropical, la mer Méditerranée et l'océan Arctique. Nous en déduisons pour ces régions la hausse totale ( régionale plus moyenne globale) du niveau de la mer local au cours des dernières décennies. Pour les sites où l'on dispose de mesures du mouvement de la croûte terrestre, nous évaluons la hausse local du niveau de la mer relatif (i.e. hausse du niveau de la mer totale plus mouvement de la croûte local) depuis 1950. Le but est de permettre les études de l'impact local de la hausse du niveau de la mer aux échelles climatiques. Enfin, nous analysons l'origine de la variabilité régionale de la hausse du niveau de la mer pour déterminer si elle est due à l'activité anthropique ou si elle résulte de la variabilité naturelle du système climatique. Nous nous focalisons sur le Pacifque tropical qui est marqué par une très forte variabilité régionale de la hausse du niveau de la mer depuis 1993. Grâce a la reconstruction du niveau de la mer depuis 1950, nous montrons que cette variabilité régionale récente (17 dernières années) n'est pas stationnaire dans le temps mais qu'elle fluctue en lien avec une basse fréquence du mode de variabilité ENSO. Avec les modèles de climat du projet CMIP3, nous montrons de plus que cette variabilité régionale est essentiellement d'origine naturelle (variabilité interne du système climatique) et que l'impact anthropique y est trop faible pour l'instant pour y être détecté.

Les activités anthropiques affectent les cycles biogéochimiques globaux, principalement par l'ajout de nutriments dans les écosystèmes. Il est donc crucial de déterminer dans quelle mesure les cycles biogéochimiques globaux peuvent être régulés. Les autotrophes peuvent réguler les réservoirs de nutriments par la consommation des ressources, mais la majorité des ressources leur sont inaccessibles à l'échelle globale. Par des modèles théoriques, nous avons cherché à évaluer la manière dont les autotrophes répondent à la fertilisation à l'échelle globale et leur capacité à réguler les concentrations des nutriments quand leur accessibilité est limitée. Nous avons également étudié les mécanismes qui déterminent la régulation des rapports de Redfield dans l'océan, ainsi que les effets de l'ajout de nutriments sur la production primaire océanique totale. Nous avons montré que les organismes ne régulent pas efficacement les réservoirs de nutriments. Le couplage des cycles biogéochimiques et la compétition entre groupes fonctionnels peuvent altérer, négativement ou positivement, la régulation des cycles biogéochimiques globaux par les organismes. Une régulation inefficace des concentrations de nutriments n'exclut par contre pas une forte régulation des rapports entre ces nutriments, comme dans le cas des rapports de Redfield. La fertilisation des écosystèmes terrestres et océaniques risque donc de fortement impacter la production primaire et les cycles biogéochimiques globaux, à de courtes comme à de grandes échelles de temps. / Anthropogenic activities heavily impact global biogeochemical cycles, mainly through nutrient fertilisation of ecosystems; thus it is crucial to assess the extent to which global biogeochemical cycles are regulated. Autotrophs can regulate nutrient pools locally through resource consumption, but most resources are inaccessible to them at global scales. We used theoretical models to assess how organisms respond nutrient fertilisation at global scales and how they can regulate the concentration of these nutrients when their accessibility of is limited. We further investigated the mechanisms driving the regulation of Redfield ratios in oceans, and the effects of nutrient fertilisation on total oceanic primary production. We showed that organisms cannot efficiently regulate nutrient pools. Mechanisms such as coupling of nutrient cycles and competition between functional groups can alter the strength of biotic regulation of global biogeochemical cycles, either positively or negatively. An inefficient regulation of inaccessible nutrient concentration, however, does not exclude a strong biotic regulation of nutrient ratios, as is the case with Redfield ratios in oceans. Nutrient fertilization of oceanic and terrestrial ecosystems is thus likely to have a strong impact on primary production and global nutrient cycles at both small and long timescales.

Cette thèse a pour objectif d’identifier les trajectoires plurimillénaires des écosystèmes de Corse à basse et moyenne altitude sous la triple influence des forçages climatiques, eustatiques et anthropiques à travers l’étude des assemblages d’insectes fossiles et des données paléobotaniques disponibles ou nouvellement acquises. Cette approche multidisciplinaire a été appliquée sur trois séquences sédimentaires prélevées à l’étang du Greco sur l’île Cavallo, au marais de Cannuta et à la tourbière de Bagliettu.Les résultats obtenus révèlent des changements majeurs dans la structuration du couvert végétal. Des signes d’ouverture du paysage apparaissent sur Cavallo et à Cannuta dès 5500-5000 cal. BP. Ils coïncident avec des indices d’activités des sociétés insulaires, lesquelles s’intensifient après 3000 cal. BP et plus particulièrement depuis 1000 ans à Bagliettu. Notre étude suggère que la sensibilité et la réponse des zones humides littorales face à la remontée relative du niveau marin dépend du contexte géomorphologique. Sur l’île Cavallo où le relief est faible, la transgression marine induit une augmentation de la salinité dans l’étang du Greco vers 3700 cal. BP, qui provoque une chute irréversible de la diversité des coléoptères aquatiques et hygrophiles. Au marais de Cannuta, où l’érosion des versants a favorisé la progradation de la plaine alluviale, notre étude montre une diminution de l’influence marine après 5000 cal. BP et une diversification de cette même entomofaune à partir de 1200 cal. BP. À Bagliettu, nous avons démontré l’importance des changements hydro-morphologiques des rivières dans la dynamique des écosystèmes tourbeux attenants et de leur entomofaune. / This thesis aims to define the multi-millennial trajectories of Corsican ecosystems under the climatic, eustatic and anthropic factors via the study of fossil insect assemblages and previous or new palaeobotanical data. This multidisciplinary approach was carried out at low and middle elevation on three sedimentary archives from the Greco pond on Cavallo Island, the Cannuta marsh and the Bagliettu peat-bog. The results reveal major changes in the structure of the vegetation cover over the last 7000 years. Signs of more open landscapes occurred on Cavallo and in Cannuta from 5500-5000 cal. BP. They coincide with bio-markers of insular societies activities, which increased from 3000 cal. BP onward and more particularly during the last 1000 years at Bagliettu.This study also suggests that the sensitivity and the response of coastal wetlands to the relative sea-level rise depend on the geomorphological context. On the low-lying Cavallo Island, marine transgression induced an increase of salt conditions in the Greco pond from 3700 cal. BP, which in turn, caused an irreversible loss of aquatic and hygrophilous beetle diversity. In Cannuta marsh, erosion on catchment slopes favoured the progradation of the coastal floodplain and the results reveal a progressive decrease of the marine influence from 5000 cal. BP as well as a diversification of this entomofauna over the last 1200 years. In Bagliettu, the results show how hydro-morphological changes of the rivers impact the dynamics of adjacent peaty ecosystems and beetle diversity.

Le niveau de la mer est une des variables climatiques essentielles dont la variabilité résulte de nombreuses interactions complexes entre toutes les composantes du système climatique sur une large gamme d'échelles spatiales et temporelles. Au cours du XXème siècle, les mesures marégraphiques ont permis d'estimer la hausse du niveau de la mer global entre 1,6 mm/an et 1,8 mm/an. Depuis 1993, les observations faites par les satellites altimétriques indiquent une hausse du niveau de la mer plus rapide de 3,3 mm/an. Grâce à leur couverture quasi-globale, elles révèlent aussi une forte variabilité du niveau de la mer à l'échelle régionale, parfois plusieurs fois supérieure à la moyenne globale du niveau de la mer. Compte tenu de l'impact très négatif de l'augmentation du niveau de la mer pour la société, sa surveillance, la compréhension de ses causes ainsi que sa prévision sont désormais considérées comme des priorités scientifiques et sociétales majeures. Dans cette thèse, nous validons d'abord les variations du niveau de la mer mesurées par la nouvelle mission d'altimétrie satellitaire, SARAL-AltiKa, en comparant les mesures avec celles de Jason- 2 et des marégraphes. Un autre volet de cette première partie de thèse a consisté à estimer les parts respectives des facteurs responsables des variations du niveau de la mer depuis 2003 en utilisant des observations issues de l'altimétrie satellitaire (missions altimétrique Jason-1, Jason-2 et Envisat), de la mission GRACE, et des profils de température et salinité de l'océan par les flotteurs Argo. Une attention particulière est portée à la contribution de l'océan profond non 'vue' par Argo. Nous montrons que les incertitudes dues aux approches du traitement des données et aux erreurs systématiques des différents systèmes d'observation nous empêchent encore d'obtenir des résultats précis sur cette contribution. Dans la deuxième partie de la thèse, en utilisant les données de reconstruction du niveau de la mer dans le passé, nous étudions la variabilité régionale du niveau de la mer et estimons sa hausse totale (composante régionale plus moyenne globale) de 1950 à 2009 dans trois régions vulnérables: l'océan Indien, la mer de Chine méridionale et la mer des Caraïbes. Pour les sites où l'on dispose de mesures du mouvement de la croûte terrestre par GPS, nous évaluons la hausse locale du niveau de la mer relatif (hausse du niveau de la mer totale plus mouvement de la croûte locale) depuis 1950. En comparant les résultats de ces trois régions avec une étude précédente sur le Pacifique tropical, nous constatons que le Pacifique tropical présente la plus forte amplitude des variations du niveau de la mer sur la période d'étude. Dans la dernière partie de la thèse, nous nous concentrons par conséquent sur le Pacifique tropical. Nous analysons les rôles respectifs de la dynamique océanique, des modes de variabilité interne du climat et du forçage anthropique sur les structures de la variabilité régionale du niveau de la mer du Pacifique tropical depuis 1993. Nous montrons qu'une partie importante de la variabilité régionale du niveau de la mer du Pacifique tropical peut être expliquée par le mouvement vertical de la thermocline en réponse à l'action du vent. En tentant de séparer le signal correspondant au mode de variabilité interne du climat de celui de la hausse régionale du niveau de la mer dans le Pacifique tropical, nous montrons également que le signal résiduel restant (c'est-à-dire le signal total moins le signal de variabilité interne) ne correspond probablement pas à l'empreinte externe du forçage anthropique. / Sea level is an integrated climate parameter that involves interactions of all components of the climate system (oceans, ice sheets, glaciers, atmosphere, and land water reservoirs) on a wide range of spatial and temporal scales. Over the 20th century, tide gauge records indicate a rise in global sea level between 1.6mm/yr and 1.8 mm/yr. Since 1993, sea level variations have been measured precisely by satellite altimetry. They indicate a faster sea level rise of 3.3 mm/yr over 1993-2015. Owing to their global coverage, they also reveal a strong regional sea level variability that sometimes is several times greater than the global mean sea level rise. Considering the highly negative impact of sea level rise for society, monitoring sea level change and understanding its causes are henceforth high priorities. In this thesis, we first validate the sea level variations measured by the new satellite altimetry mission, SARAL-AltiKa by comparing the measurements with Jason-2 and tide gauge records. We then attempt to close the global mean sea level budget since 2003 and estimate the deep ocean contribution by making use of observational data from satellite altimetry, Argo profiles and GRACE mission. We show that uncertainties due to data processing approaches and systematic errors of different observing systems still prevent us from obtaining accurate results. In the second part of the thesis, by making use of past sea level reconstruction, we study the patterns of the regional sea level variability and estimate climate related (global mean plus regional component) sea level change over 1950-2009 at three vulnerable regions: Indian Ocean, South China and Caribbean Sea. For the sites where vertical crustal motion monitoring is available, we compute the total relative sea level (i.e. total sea level rise plus the local vertical crustal motion) since 1950. On comparing the results from these three regions with already existing results in tropical Pacific, we find that tropical Pacific displays the highest magnitude of sea level variations. In the last part of the thesis, we therefore focus on the tropical Pacific and analyze the respective roles of ocean dynamic processes, internal climate modes and external anthropogenic forcing on tropical Pacific sea level spatial trend patterns since 1993. Building up on the relationship between thermocline and sea level in the tropical region, we show that most of the observed sea level spatial trend pattern in the tropical Pacific can be explained by the wind driven vertical thermocline movement. By performing detection and attribution study on sea level spatial trend patterns in the tropical Pacific and attempting to eliminate signal corresponding to the main internal climate mode, we further show that the remaining residual sea level trend pattern does not correspond to externally forced anthropogenic sea level signal. In addition, we also suggest that satellite altimetry measurement may not still be accurate enough to detect the anthropogenic signal in the 20 year tropical Pacific sea level trends.