Les zones intertidales jouent un rôle essentiel dans le renouvellement des ressources halieutiques. De nombreuses espèces marines, poissons comme macro-crustacés ont un cycle de vie qui leur impose de passer au cours de leur période juvénile par ces écosystèmes. De par sa position à l'interface terre-mer, la zone intertidale est soumise à d'importantes fluctuations des facteurs environnementaux. Cependant, la façon dont cet écosystème répond aux forçages environnementaux, notamment en ce qui concerne la composition et la structure des peuplements, leurs dynamiques et persistances saisonnières et interannuelles sont encore mal connues. En Manche Orientale, l'estran sableux représente plus de 70 % du littoral et constitue d'importantes zones de nourriceries pour les juvéniles de poissons. Dans ce contexte scientifique et régional, l'objectif global de cette thèse a été de décrire les assemblages des peuplements de poissons et de macro-crustacés de la zone intertidale et d'analyser l'influence de l'environnement sur les assemblages et la dynamique des espèces. Une telle étude a pour but de mieux comprendre le fonctionnement de cet écosystème et de préciser son importance dans le cycle biologique des espèces marines, notamment des espèces d'intérêt halieutique. Une première partie de ce travail a permis de déterminer la composition et la variabilité des assemblages de poissons et de macro-crustacés en relation avec les fluctuations environnementales et climatiques. A partir d'un suivi à long terme (11 années) mais aussi saisonnier, nous avons mis en évidence une stabilité des assemblages des peuplements de la macrofaune (poissons et crustacés). A l'inverse les abondances présentent des fluctuations interannuelles et saisonnières en relation avec des facteurs comme la NAO, la température, la salinité ou encore la turbidité. Dans la deuxième partie de la thèse, nous avons analysé si les variations des conditions environnementales de la zone intertidale pendant la période printanière sont d'ordre à affecter les performances physiologiques et la survie des juvéniles qui colonisent cet écosystème. Nous avons focalisé notre étude sur l'espèce de poisson dominante et la zone intertidale, la plie "Pleuronectes platessa". Différents indices qui reflètent les performances physiologiques des juvéniles (croissance et indices de conditions) ont été mesurés sur les juvéniles de plie tout au long de la période de colonisation. Les résultats montrent que la croissance récente, la condition K et l'état nutritionnel (ARN/ADN) des juvéniles de poissons sont élevés tout au long de la période de colonisation des juvéniles et présentent peu de variations intra- et interannuelles, indiquant que l'estran offre des conditions favorables au développement et à la survie des juvéniles de poisson et par conséquent à leur recrutement. Malgré l'importance du bloom de "Phaeocystis globosa" dans la région et de ses fortes variations interannuelles, nous n'avons pas constaté d'effets de ce bloom sur les assemblages, les abondances ou encore les performances physiologiques des poissons. / Intertidal areas provide an essential habitat to fish and macrocrustaceans. These systems are particularly used by juveniles of many fish and macrocrustacean species as nurseries because of the potential advantages they provide for the growth and survival of young fish, namely high prey availability, refuge from predators and good environmental conditions. These habitats are in permanence subject to strong environmental and human fluctuations.Therefore, the comprehension of the functioning and the conservation of the sandy beaches are necessary to maintain the biodiversity and to guarantee the renewal of the fisheries. It is in this framework that our study oriented us to determine the importance of the environmental factors on one hand on the dynamic of the ichtyofauna and on the other hand on physiological performances of the juveniles of fish on the intertidal zones of the English Channel. First, this work allowed us to determine the composition and variability of the fish and macrocrustaceans assemblages in relationship with the environmental and climatic fluctuations. According to our results, the importance of the role of the intertidal habitats of the English Channel in the renewal of the fisheries was proved. Standard qualitative community ecology metrics (species composition, richness, diversity, evenness and similarity) indicated notable inter-annual stability over the study period. Afterward, a 2nd part of this study was consecrated to the seasonal study of the assemblages and the impact of the environmental changes. Our results allowed us to demonstrate that abiotic and climatic factors (mainly temperature, salinity, suspended matter and the winter NAO) have a great influence on the structure of fish and macrocrustacean assemblages but also the impact of Phaeocystis globosa blooms on the population structure. To better understand the nursery functions, the study of physiological performances of juvenile common plaice Pleuronectes platessa during the spring period on the intertidal zone was discussed in order to understand if changes in the environment have an impact on their healthy development. For this, we analyzed various indices that reflect the physiological performance of juvenile common plaice (growth and condition indeces). The results show that the recent growth, the Fulton's K and nutritional ratio RNA/DNA juvenile fish are high throughout the juvenile period of colonization, indicating that nurseries are favorable to the development and survival of fish and therefore their recruitment. Finally, all the work presented shows that the environment of the intertidal areas of the Eastern English Channel is favorable to good life cycle course of marine fish fauna.

Afin de mieux appréhender la multiplicité et la complexité des processus biogéochimiques enzône cotière, un modèle 2D dé- crivant l’évolution d’espèces biogéniques dans les sédiments per-méables des zones intertidales a été développé. Ce modèle couple l’hydrodynamique générée parla marée aux processus de transport-réaction d’espèces biogéochimiques. L’infiltration de la maréedans ce milieu poreux variablement saturé est modélisée par l’équation de Richards. Des méthodesnumériques nécessaires à la ré- solution des équations décrivant le couplage ont été mises en place,comme la méthode de stabilisation SUPG (Streamline Upwind Petrov Galerkin) et une méthodede capture de choc. Le site très dynamique de la plage du Truc-Vert (côte Atlantique) a été choisicomme terrain de référence en raison principalement d’études biogéochimiques disponibles. Lesparamètres d’entrée du modèle font appel d’une part à ces données de terrain (missions ANR PRO-TIDAL et MOBISEA) et d’autre part à des paramètres issus de la bibliographie. La validation dumodèle a été effectuée à partir de la comparaison avec deux cas test issus de la littérature, le pre-mier concernant l’hydrodynamique sous le forçage de la marée et le second concernant l’équationde transport-réaction. Une première version du modèle a été déclinée pour décrire l’évolution de laconcentration en silice en milieu poreux sous le forçage de la marée. Les flux de silice vers l’océanet le temps de résidence de la silice dans les sédiments perméables des plages ont été estimés. Aubout de quelques jours, on peut observer la formation d’une lentille de faible concentration en si-lice dans la partie supérieure de la zone intertidale, caractéristique du forçage de la marée. Nousavons également étudié les variations de la géométrie de cette lentille et du temps de résidencesous l’influence de différents paramètres, tel que la pente de la plage, la conductivité hydraulique,l’amplitude de la marée et le coefficient de dispersion. Une deuxième version du modèle décrit la dégradation de la matière organique, l’évolution des concentrations en oxygène, en nitrates,en phosphates. Ainsi nous disposons de la répartition spatio-temporelle des concentra- tions deces différentes espèces chimiques dans le sédiment. Aujourd’hui les problèmes environnementauxs’avèrent fondamentaux pour notre société et la compréhension des interactions sédiments-océanen est une étape essentielle. Ce modèle nous permet de mieux percevoir le rôle joué par la ma-rée et de quantifier les processus qu’elle induit dans les sédiments variablement saturés des plagessableuses. Ce modèle participe de façon significative à la compréhension des processus biogéochi-miques se déroulant dans ces environnements particulièrement complexes et permet la structurationdes campagnes de mesure. / For a better understanding of the complexity of the biogeochemical processes in coastal re-gion, a 2D model has been developed. This model couples hydrodynamic forcing generated bythe tide and the transport-reaction processes of biogeochemical species. Di- scharge of the tideinto the variably-saturated porous media is modelled by Richards equation. Some numerical me-thods are required for solving this kind of complex problem, as Streamline Upwind Petrov Galerkin(SUPG) method and shock capturing method. The highly dynamical site of the Truc-Vert beach hasbeen chosen as reference field, mainly because of avalaible biogeochemical and hydrodynamicalstudies. The input parameters of the model come from these field data (ANR PROTIDAL and MO-BISEA projects) and from the bibliography. The validation of the model was made in regards oftwo case studies from published hydrodynamic simu- lations under tidal forcing and from avaliabletransport-reaction solutions. A first version of the model has been declined to describe silicic acidevolution into porous media under tidal forcing. The flux of the silicic acid to the ocean and theresidence time of silicic acid into permeable sandy sediments were estimated. After some days, weobserve the formation of a lens of low silicic acid concen- tration in the upper part of the intertidalzone. This lens is the main imprint of the tidal forcing. We studied also variations of the lens geo-metry and the residence time under influence of model parameters, such as the beach slope, the tideamplitude and the dispersion coefficient. A second version of the model describes the organic mat-ter degradation , and simulates the concentrations of oxygen, nitrates and phosphates. The modelreproduces the spatial (2D) and temporal distribution of the concentration of these different che-mical species into the sediment. Nowadays environmental problems are fondamental for our societyand the understanding of the sediment-ocean interactions is a crucial step. The new model allowsus a better understanding of the tidal impact on biogeochemical processes in permeable sediments and offers a quantitative approach on biogeochemical processes that occur into variably-saturatedsandy sediments. The model also offers a useful tool to optimize sampling strategy for field studies.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The present study investigated the effect of different strata of tide on the abundance, size, sex ratio, population structure, relative growth, morphological sexual maturity, amount of ovigerous females and reproductive burrows in U. leptodactylus. To this end, monthly collections were made from January to December 2013 in two strata of the intertidal, estuaries of Sergipe river and Vaza-barris river, using a square with internal area of 90cm², launched ten times randomly within each strata. For each stratum monthly measures air temperature, substrate temperature, water temperature, salinity and samples episubstrate for the determination of particle size and composition of organic matter were taken. In the laboratory, crabs were sexed, measured and preserved in 70% alcohol. The monthly results were statistically compared between strata and estuaries, there are similarities in environmental factors analyzed between strata, with an analysis of the abundance, size, relative growth and sexual maturity divergent between the same strata.The abundance and size of crabs were higher in the open strata of both estuaries, with the estuary of Vaza-barris river more abundant than estuary of Sergipe river, which in turn showed higher crabs. The sex ratio was not significantly different between the strata of the estuary of Vaza-barris river, but presented to the estuary of Sergipe river, where in the open strata occurred more males and more females in the vegetated strata. Population structure showed 19 classes of size 0.5 mm with modal distribution of recent juveniles for vegetated strata and adults to open strata. Juvenile and adult crabs showed positive allometric growth between carapace width and length of the propodus and width of the abdomen, separately for each sex. The fiddler crabs vegetated strata matured in smaller sizes than that observed for the open strata in both estuaries, in the estuary of Vaza-barris river males and females matured with 6.18 and 5.26 mm and 4.94 and 4.91 mm carapace width in open and vegetated strata, respectively. In the estuary of Sergipe river males and females matured with 5.61 and 5.36 and 5.24 mm and 4.39 mm carapace width in open and vegetated strata respectively. The similarity in abiotic factors between open and vegetated strata, and differences in the abundance, population structure and reproductive biology have led to the consideration of the reproductive behavior of lekking for U. leptodactylus. Ovigerous females and reproductive burrows occurred primarily in the open strata, so these areas were considered reproductive arenas, while vegetated strata were considered priority areas in recruitment. / O presente trabalho investigou o efeito de diferentes estratos de maré sobre a abundância, tamanho, razão sexual, estrutura populacional, crescimento relativo, maturidade sexual morfológica, quantidade de fêmeas ovígeras e tocas reprodutivas em U. leptodactylus. Para tal, foram realizadas coletas mensais no período de Janeiro à Dezembro de 2013 em dois estratos do entremarés, nos estuários do rio Sergipe e rio Vaza-barris, utilizando-se um quadrado com área interna de 90cm², lançado dez vezes aleatoriamente em cada estrato. Para cada estrato mensalmente foram tomadas as medidas de temperatura do ar, temperatura do substrato, temperatura da água, salinidade e amostras do episubstrato, para a determinação do teor de matéria orgânica e composição granulometria. Em laboratório, os caranguejos foram sexados, medidos e conservados em álcool 70%. Os resultados obtidos mensalmente foram comparados estatisticamente entre estratos e estuários, observou-se semelhança nos fatores ambientais analisado entre os estratos, sendo a análise da abundância, tamanho, crescimento relativo e maturidade sexual divergente entre os mesmos estratos. A abundância e o tamanho dos caranguejos foram maiores nos estratos abertos de ambos os estuários, sendo o estuário do rio Vaza-barris mais abundante do que o estuário do rio Sergipe, que por sua vez apresentou caranguejos maiores. A razão sexual não apresentou diferença significativa entre os estratos para o estuário do rio Vaza-barris, porém apresentou para o estuário do rio Sergipe, onde no estrato aberto ocorreram mais machos e nos estratos vegetados mais fêmeas. A estrutura populacional apresentou 19 classes de tamanho de 0,5 mm, com distribuição modal de juvenis recentes para os estratos vegetados e de adultos para os estratos abertos. Os caranguejos juvenis e adultos apresentaram crescimento alométrico positivo entre a largura da carapaça e comprimento do própodo e largura do abdômen, separadamente para cada sexo. Os chama-marés dos estratos vegetados maturaram em tamanhos menores do que o observado para os estratos abertos de ambos os estuários, no estuários do rio Vaza-barris os machos e fêmeas maturaram com 6,18 e 5,26 mm e 4,94 e 4,91 mm de largura da carapaça nos estratos aberto e vegetado, respectivamente. No estuário do rio Sergipe os machos e fêmeas maturaram com 5,61 e 5,36 mm e 5,24 e 4,39 mm de largura da carapaça nos estratos aberto e vegetado, respectivamente. A semelhança nos fatores abióticos entre os estratos abertos e vegetados, e as divergências na abundância, estrutura populacional e biologia reprodutiva, levaram à consideração do comportamento reprodutivo de lekking para U. leptodactylus. As fêmeas ovígeras e tocas reprodutivas ocorreram prioritariamente nos estratos abertos, portanto essas áreas foram consideradas arenas reprodutivas, enquanto os estratos vegetados foram considerados áreas prioritárias no recrutamento.

Les zones côtières ne sont prises en compte dans les budgets globaux de CO2 atmosphérique que depuis peu. Il s’avère que bien qu’elles ne représentent globalement que de faibles superficies, les flux de carbone et de nutriments y sont très significatifs à l’échelle globale. On sait peu de chose sur le comportement des écosystèmes lagunaires vis-à-vis du CO2 et, encore moins des zones intertidales où les échanges avec l’atmosphère ont lieu alternativement avec l’eau et le sédiment. Les objectifs de cette étude ont été d’une part, d’établir le bilan de carbone échangé entre la lagune d’Arcachon, l’atmosphère et le milieu terrestre, et d’autre part de mettre en relation ces flux avec la production nette de l’écosystème (NEP) afin de mieux caractériser le statut métabolique de celle-ci ainsi que les facteurs environnementaux clés. Pour cela, nous avons mis en place pour la première fois et à différentes saisons et stations, des mesures directes de flux de CO2 par Eddy Corrélation, une méthode fonctionnant en continu pendant l’immersion et l’émersion. En parallèle, les apports de carbone terrestre sous ses différentes formes ont été quantifiés par un suivi annuel sur 9 rivières alimentant la lagune. L’export total de carbone par le bassin versant à travers les eaux de surface des rivières est estimé à 116 t C km-2 an-1 dont 39% est exporté à la lagune sous forme organique dissoute (DOC) du fait de la prédominance de podzols dans le bassin versant. La forte minéralisation de la matière organique terrestre dans les sols et eaux souterraines sursature largement les eaux en CO2 et l’export sous forme de carbone inorganique dissoute (DIC) représente environ 21%. La formulation d’un modèle mathématique, le « StreamCO2-DEGAS », basé sur les mesures de pCO2, de concentrations et de compositions isotopiques en DIC a permis de montrer que 43% de l’export total de carbone était dégazé sous forme de CO2 depuis les rivières vers l’atmosphère, réduisant alors le flux net entrant dans la lagune à 66 t C km-2 an-1. Concernant la mesure de flux verticaux, l’analyse cospectrale ainsi que les résultats obtenus en adéquation avec les contrôles physiques et biologiques aux différentes échelles tidale, diurne et saisonnières, ont permis de valider la méthode de l’Eddy Covariance en zone intertidale. Sur l’ensemble de la période de mesures, les flux de CO2 étaient faibles, variant entre -13 et 19 µmol m-2 s-1. Des puits de CO2 atmosphérique à marée basse le jour ont été systématiquement observés. Au contraire, pendant l’immersion et à marée basse la nuit, des flux positifs ou négatifs ou proche de zéro ont été observés suivant la saison et la station étudiées. L’analyse concomitante des flux de CO2 et des images satellites du platier à marée basse le jour a clairement permis de discriminer l’importance relative des deux cycles métaboliques distincts des principaux producteurs primaires avec (1) les herbiers de Zostera noltii à cycle annuel long, dominant la NEP en été et en automne à la station la plus centrale et (2) les communautés microphytobenthiques, dominant la production primaire brute (PPB) au printemps à la même station et en automne au fond du bassin. Un recyclage rapide de cette production durant l’immersion et l’émersion a aussi clairement été mis évidence. Au vue des différents résultats, la technique d’Eddy Covariance utilisée en zone intertidale laisse envisager d’intéressantes perspectives en termes de connaissances sur les budgets de carbone et les processus écologiques et biogéochimiques dans la zone côtière. / The coastal zone is only taken into account since recently in global carbon budgeting efforts. Although covering globally modest surface areas, carbon and nutrient fluxes in the coastal zone appear significant at the global scale. However, little is known about the CO2 behaviour in lagoons and even less in intertidal zones where exchanges with the atmosphere occur alternatively with the water and the sediment. The purposes of this work are, on one hand, to establish the carbon budget between the Arcachon lagoon, the atmosphere and the terrestrial watershed and on the other hand, to link these fluxes with the net ecosystem production (NEP) and better characterize its metabolic status along with the relevant environmental factors. For the first time, CO2 flux measurements by Eddy Correlation have been carried out at different seasons and stations in the tidal flat. In parallel, the total terrestrial carbon export from river waters has been quantified throughout a complete hydrological cycle in nine watercourses flowing into the lagoon. The total carbon export from the watershed through surface river waters is estimated at 116 t C km-2 yr-1 on which 39% is exported to the lagoon as dissolved organic carbon (DOC) owing to the predominance of podzols in the watershed. Intense organic matter mineralization in soils and groundwaters largely over-saturate river waters in CO2 on which export accounts for 21% as dissolved inorganic carbon (DIC). The mathematical “StreamCO2-DEGAS” model formulation based on water pCO2, DIC concentrations and isotopic composition measurements permits to show that 43% of the total carbon export was degassed as CO2 from the riverine surface waters to the atmosphere, lowering then this latter to 66 t C km-2 yr-1. With respect to the CO2 flux measurements in the lagoon, cospectral analysis and the well accordance of results with physical and biological controls at the tidal, diurnal and seasonal time scales permit to validate the Eddy Correlation technique over tidal coastal zone. CO2 fluxes with the atmosphere, during each period, were generally weak and ranged between -13 and 19 µmol m-2 s-1. Low tide and daytime conditions were always characterized by an uptake of atmospheric CO2. In contrast, during the immersion and during low tide at night, CO2 fluxes where either positive or negative, or close to zero, depending on the season and the site. The concomitant analysis of CO2 fluxes with satellite images of the lagoon at low tide during the day clearly discriminate the relative importance of the two distinct metabolic carbon cycling involving the main primary producers, i.e. (1) the Zostera noltii seagrass meadow predominance on the NEP in autumn and summer in the more central station, with an annual cycling and (2) the microphytobenthos community predominance on the gross primary production (GPP) in spring at the same station and in autumn in the inner part of the bay where a rapid carbon cycling during the immersion and the emersion was clearly highlighted. The different results obtained with the Eddy Correlation technique over tidal flats opens interesting perspectives on the knowledge of the carbon budget and the biogeochemical and ecological processes within the coastal zone.