Le lien d’appariement unissant un mâle et une femelle a été peu exploré chez les Oiseaux, alors que la plupart sont monogames. De plus, l’étude de la monogamie s’est souvent cantonnée à l’exploration des comportements liés à la reproduction et au choix du partenaire. L’objectif de cette thèse est d’identifier les comportements sociaux caractéristiques du lien d’appariement et leurs supports cérébraux chez un passereau social et monogame, le Diamant mandarin (Taeniopygia guttata). Grâce aux concepts de la théorie des réseaux appliqués à l’étude en laboratoire des interactions sociales, cette thèse s’intéresse à la valeur sociale du lien d’appariement. Elle montre qu’il représente un véritable partenariat social, suffisamment favorable pour que se forment des couples homosexuels en cas d’indisponibilité d’oiseaux du sexe opposé. Par l’étude en milieu naturel des communications acoustiques entre partenaires, ce lien est apparu comme le cadre d’échanges vocaux particuliers : de discrets duos de cris émis dans l’intimité du nid. En s’intéressant au rythme d’émission des vocalisations à l’échelle du groupe, cette thèse jette également un nouveau regard sur l’étude des communications acoustiques. La dynamique du réseau acoustique que représente le groupe est influencée par la proportion d’oiseaux appariés. Enfin, les causes proximales des liens sociaux sont abordées : l’activité du réseau cérébral impliqué dans l’expression des comportements sociaux, le « Social Behavior Network » (SBN), varie avec la possibilité de créer des liens chez les mâles. Cette thèse participe donc à définir le lien d’appariement comme un lien social complexe dont les avantages ne se limiteraient pas à la reproduction. Elle révèle ses conséquences tant sur le réseau social, que sur le réseau acoustique du groupe de diamants mandarins, et soulève l’implication potentielle du réseau cérébral SBN dans les mécanismes de sa formation et de son maintien / Although most birds are monogamous, the pair-bond between a male and a female remains relatively unexplored in these species. Moreover, the study of monogamy mainly focused on behaviours linked to reproduction and partner choice. The aim of this thesis is to identify the social behaviours and the neurophysiological mechanisms of pair-bonding in a social and monogamous passerine, the Zebra finch (Teaniopygia guttata). Using concepts of network theory to study social interactions in the laboratory, this thesis explores the social value of the pair-bond. We showed that the pair-bond is a genuine partnership, whose social value might explain why birds establish same-sex pair-bonds when partners of the opposite sex are scarce. The study of acoustic communication between mates in the field revealed that partners perform specific vocal displays : they use private duets of calls in the intimacy of their nest. By investigating the rhythm of emission of vocalizations at group scale, this thesis takes a fresh look at the study of acoustic communication. The proportion of paired birds in a group influences the dynamic of the acoustic network constituted by the social group. Finally, we tackled the proximal explanations of social bonding : in males, social relationships affect the activity of the brain network implicated in social behaviours, the Social Behavior Network (SBN). This thesis underlines the social complexity of the pair-bond that might bring benefits beyond reproduction. It reveals the consequences of pair-bonding on both social network and acoustic network, and points towards a role of the SBN in pair-bond establishment and maintenance

Chez les espèces sociales, les vocalisations transmettent des informations qui participent au maintien et à la survie du groupe. Alors que de nombreuses études se sont intéressées aux informations stables portées par les vocalisations telles que l’identité, peu d’études se sont interrogées sur le rôle des signaux vocaux dans la transmission des informations plus labiles, telles que l’état émotionnel de l’émetteur. Le stress est un bon candidat pour l’étude de l’expression des émotions chez les animaux, puisqu’il est directement mesurable via un dosage de la concentration plasmatique en glucocorticoïdes. Le stress est connu pour modifier les paramètres acoustiques des vocalisations chez les mammifères, mais peu d’études ont traité ce processus chez les oiseaux, qui présentent pourtant des réseaux sociaux complexes. Le but de cette thèse est de déterminer de quelle manière les oiseaux expriment vocalement leur stress, et d’évaluer dans quelle mesure la corticostérone, hormone de stress principale chez l’oiseau, est impliquée dans le phénomène. Je me suis intéressée au Diamant mandarin (Taenopygia guttata), un oiseau chanteur australien au comportement grégaire qui forme des liens d’appariements à vie et prodigue des soins biparentaux à sa progéniture. En administrant de la corticostérone exogène à des oiseaux et en utilisant également des évènements sociaux stressants, nous montrons que les mâles adultes et les poussins expriment leur stress à travers l’émission de cris modifiés dans leur structure, ce qui suggère que la flexibilité des cris chez les oiseaux est plus importante que l’avaient montré des études précédentes. Par une analyse complète des paramètres temporels et spectraux des cris, nous montrons pour la première fois que le stress, par un effet direct de la corticostérone, déclenche l’émission de vocalisations présentant un spectre de fréquence déplacé vers les hautes fréquences. De plus, les receveurs du signal (respectivement les partenaires femelles et les parents) semblent capables de décoder l’information portée par ces cris de stress car ils modifient leur comportement en conséquence. Les processus physiques impliqués dans l’émission de cris modulés par le stress sont également discutés en appliquant la théorie « source-filtre » généralement utilisée chez les mammifères. Enfin, les valeurs adaptatives de ces cris sont également envisagées, en rapport avec le réseau social du Diamant mandarin et les risques de prédation encourus par l’émetteur du signal. Ce travail apporte de nouvelles preuves sur l’expression du stress chez les oiseaux, et propose une étude complète, des signaux physiologiques impliqués dans le stress aux modifications de comportement de l’émetteur, qui déclenchent une réponse adaptative des receveurs du signal / In social species, vocalisations convey information that participates in the maintenance and the survival of the group. While many studies were interested in stable information carried by vocal signals, like identity, fewer studies dealt with their potential role in informing about labile information such as the senders’ emotional state. Stress is a good candidate for the study of the expression of emotions in animals, as it is directly measurable by the plasma levels of glucocorticoïds. Stress is known to modify acoustic parameters of vocalisations in mammals, but few studies studied the process in birds, that also show complex social networks. The aim of this thesis is thus to determine how birds can vocally express their stress and to what extent corticosterone, the main stress hormone in birds, is implicated in this expression. I focused my research on the zebra finch (Taenopygia guttata), a gregarious Australian songbird that form lifelong pairbond and provides biparental care to its young. Using oral administration of exogenous corticosterone but also social stressful events, we show that both adult males and nestlings can express their stress through modulations of their calls’ structure, suggesting that flexibility in birds’ vocalisations is higher than previously expected. With a complete analysis of temporal and spectral parameters of calls, we show for the first time that stress evokes the emission of vocalisations with up-shifted frequency spectrum via a direct effect of corticosterone. Moreover, we show that females and parents are able to decode the information carried by stressed-induced calls of respectively their male partner and their young, as they exhibit modifications of behaviour in accordance with the context. The physical processes leading to the emission of stressed-induced vocalisations are discussed by applying the source-filter theory usually used in mammals. Adaptive values are also proposed, in regards with the zebra finch social network and predation risks for the caller. This work gives new evidences about the expression of stress in birds, and proposes a comprehensive study, from the physiological signals involved in stress to the resulting modifications of communication behaviour for the sender, that leads to an adaptive response from the receivers