A l’échelle de l’Atlantique Nord-Est, la Manche se situe à un carrefour biogéographique entre les provinces boréale et lusitanienne. Ainsi, de nombreuses espèces y sont en limite d’aire de distribution. L’objectif de cette thèse est d’évaluer les effets du changement climatique récent sur la distribution de la macrofaune benthique subtidale, peu étudiée à ce jour, en se basant sur la comparaison de données collectées à l’échelle de la Manche lors une période froide (i.e. années 1960-70) et lors d’une période chaude (i.e. 2012 et 2014) dans les sédiments grossiers circalittoraux. L’étude de la structure des assemblages inféodés à cet habitat a mis en évidence deux grandes communautés benthiques : la communauté des sédiments grossiers sablo-graveleux et celle des cailloutis et graviers. L’analyse de l’évolution des températures de fond au cours des 30 dernières années a montré l’hétérogénéité spatiale du réchauffement, variant de 0,1 à 0,5°C par décennie d’ouest en est. Ce réchauffement ne se s’est pas traduit par d’importants déplacements de l’aire de distribution des espèces mais par une forte diminution du nombre d’occurrences des espèces d’eaux froides et une forte augmentation de celui des espèces d’eaux chaudes. Le développement de modèles de distribution d’espèces a permis de déterminer l’importance relative des facteurs climatiques et édaphiques dans la distribution des invertébrés benthiques en Manche et d’apprécier l’aptitude des espèces à ajuster leur distribution à la hausse de températures. L’ensemble de ces résultats suggère que le changement climatique en cours pourrait entraîner une diminution de la biodiversité benthique aux limites d’aires de distribution, en particulier si la connectivité entre populations limite l’arrivée de nouveaux individus. / In the North-East Atlantic, the English Channel constitutes a biogeographical transition zone between the Boreal and Lusitanian provinces. Thus, many species reach there their distribution range limits. The aim of this thesis is to assess the effects of recent climate change on the distribution of the subtidal benthic macrofauna, poorly studied to date, basing on the comparison of data collected during a cool period (i.e. 1960s-70s) and during a warm period (i.e. 2012 and 2014) in the circalittoral coarse sediments. Two large communities were highlighted in the study of the structure of the assemblages found in this habitat: the gravelly coarse sand community and the pebbles and gravels community. The analysis of the evolution of seabed temperature for the last 30 years showed the spatial heterogeneity of the warming, varying from 0.1 to 0.5°C per decade from West to East. This warming did not translate into large species distribution shifts but into a sharp decrease in the number of occurrences of cold-water species and a sharp increase in the number of occurrences of warm-water species. Development of species distribution models allowed to identify the relative importance of climatic and edaphic factors in the distribution of benthic invertebrates in the Channel and to assess the species’ ability to adjust their distribution to the rise in temperature. The whole results suggest that ongoing climate change could lead to a decrease in benthic biodiversity at range limits, especially where connection routes are lacking for new migrants.

La mise en place d'objectifs de conservation adéquats repose sur la définition d'états de référence appropriés pour la distribution et l'abondance des espèces. Cependant, l'étendue des impacts cumulés de l'homme sur les écosystèmes est aujourd'hui largement sous-estimée. Dans ce projet, je m'intéresse aux opportunités qu'offre l'utilisation de données historiques combinées à différentes méthodes analytiques pour définir ces états de référence ainsi qu'aux défis posés par ce type d'approche. Des données de présence ont été recueillies pour sept espèces de cétacés et trois espèces de pinnipèdes à partir de sources archéologiques, historiques et industrielles, révélant des réductions dans la distribution et l'abondance des espèces depuis la préhistoire à nos jours. Des modèles de distribution d'espèces ont été développés pour cinq espèces de cétacés, combinant des données de chasse baleinière du 19ème siècle à des variables environnementales afin d'estimer la distribution historique des espèces avant qu'elles n'aient été chassées. J'ai obtenu pour la baleine franche de l'Atlantique Nord (Eubalena glacialis) une estimation détaillée de sa distribution et de son abondance avant qu'elle ne soit exploitée, en extrapolant des connaissances sur la distribution et l'abondance d'une espèce congénérique, la baleine franche du Pacifique Nord (E. japonica). Ces résultats suggèrent que la baleine franche de l'Atlantique Nord occupe une portion réduite de sa distribution historique, et que son abondance actuelle ne représente qu'une infime portion (<5%) de son abondance passée. Plus généralement, ces résultats soulignent l'importance de considérer des données historiques pour comprendre le niveau d'impact par l'homme sur les espèces, évaluer leur niveau de déplétion et renseigner leur potentiel de rétablissement dans l'avenir. / Relevant baselines on the historical distribution and abundance of species are needed to support appropriate conservation targets for depleted species, but the full scale of cumulative human impacts on ecosystems is highly underestimated. In this project, I investigated the challenges and opportunities of combining historical data with analytical methods to improve these historical baselines. Occurrence data from archaeological, historical and industrial sources were reviewed for seven cetacean and three pinniped species, revealing range contractions and population depletions from prehistorical times to today. For five whale species, I used species distribution modelling to combine 19th Century whaling records with environmental data, to estimate pre-whaling distributions. For the highly depleted North Atlantic right whale, (Eubalaena glacialis), I obtained a detailed estimate of pre-whaling distribution and abundance by inferring from the historical distribution and abundance of its congeneric North Pacific right whale (E. japonica). These results suggest that the North Atlantic right whale occupies a small fraction of its historical range and that its current population represents <5% of its historical abundance, with implications for the management, monitoring and conservation targets of this species. More generally, these results emphasize the utility of considering historical data to understand the extent to which species have been impacted by humans, assess their current level of depletion, and inform the options available for their future recovery.