Les espèces protistes ont été traditionnellement classifiées comme des plantes ou des animaux en raison de l’absence ou présence des chloroplastes. L’état actuel de la connaissance indique qu’un grand nombre d’espèces protistes portent des chloroplastes mais que physiologiquement elles sont capables d’utiliser l’autotrophie (photosynthèse) ou l’hétérotrophie pour se nourrir. La combinaison de ces deux modes trophiques par une même cellule est nommée mixotrophie. Chez les protistes l’hétérotrophie peut s’effectuer soit par la consommation des particules par phagocytose, e.g. des proies bactériennes, ou bien par l’absorption des composants organiques dissouts, i.e. osmotrophie. La mixotrophie est de plus en plus décrit chez les protistes dans tous les habitats aquatiques. Les écologistes du plancton constatent la récurrence de la mixotrophie chez les formes traditionnelles « phyto»plancton et micro »zoo »plancton. Cependant, identifier et quantifier la mixotrophie reste toujours un défi méthodologique. Dans cette étude nous nous sommes intéressés à la mixotrophie chez les espèces phytoplanctoniques marines, en particulier à leur nutrition phagotrophique de proies bactériennes. Nous avons testé des techniques modernes afin d’identifier la mixotrophie dans des cellules phytoplanctoniques. La technique cytogénétique d’hybridation in situ Card-FISH en utilisant de sondes d’ARN ribosomique 16S a été effectuée suivant des protocoles existant pour des bactéries et des protistes. Cette technique s’est avérée être un outil précieux pour visualiser des groupes phylogénétiques bactériens en association avec le phytoplancton à l’aide de la microscopie à épifluorescence, sans avoir besoin d'un isolement préalable des cellules ou des interférences avec l'association microbienne. Cependant, la méthode a échoué pour visualiser mixotrophie chez le phytoplancton car la sonde eubactérienne générale(EUB338) combine une large gamme d'espèces phytoplanctoniques, ce qui rend impossible de discriminer les signaux fluorescents provenant de tissus bactérienne ou phytoplanctonique. Le contexte de ces études est le phytoplancton et les bactéries hétérotrophes lesquels constituent des principaux concurrents pour les nutriments inorganiques dissouts. Dans le cas où la croissance bactérienne est limitée par le carbone, l'augmentation de la concentration de carbone organique dissous(DOC) renforce la croissance bactérienne et la consommation de nutriments dissous et ainsi affecte négativement la croissance du phytoplancton autotrophe. Cependant, les consommateurs de bactéries, i.e.phytoflagellés mixotrophes, peuvent être favorisés dans de telles situations car la hausse de DOC donne lieu à l'abondance plus élevé des proies bactériennes.En outre, nos résultats indiquent un potentiel effet positif de la température sur le mode de nutrition hétérotrophe de l’espèce, ainsi qu’une croissante contribution des espèces mixotrophes au sein des communautés de phytoplancton dans des conditions des hautes températures des eaux de surface de la mer. / Protist species were traditionally classified morphologically as either „plants“ or „animals“, based on the absence or presence of chloroplasts. State of science is that a high number of protist species carrychloroplasts but are nutritionally able to employ both autotrophy (photosynthesis) and heterotrophywithin a single cell. This combination of autotrophic and heterotrophic mode of nutrition within a single species is named mixotrophy. In protists, heterotrophy can be realized either by the uptake of food particles (e.g. bacterial prey) through phagocytosis or by the uptake of dissolved organic compounds (i.e.osmotrophy). Mixotrophy is globally and increasingly described in protists from all types of aquatic habitats. Plankton ecologists nowadays assess mixotrophy among the traditionally typified “phyto”plankton and mikro”zoo”plankton species as regularity. Nevertheless, detection and quantification of mixotrophy is still a methodological challenge. In this study, we focused on mixotrophy in marine phytoplankton species and put emphasis on its phagotrophic nutrition from heterotrophic bacterial prey. State of the art methodology was tested to visualize mixotrophy in single phytoplankton cells. Catalyzedreported deposition-fluorescence in situ hybridization (Card-FISH), using 16S ribosomal RNA probes,was employed based on existing protocols for bacteria and protists. The method proved to be a valuable tool to visualise bacterial phylogenetic groups in association with phytoplankton by epifluorescence microscopy without need for prior isolation of cells or interference with the microbial association.However, the method failed to visualize mixotrophy in phytoplankton since the general eubacterial probe(EUB338) hybridised a broad range of phytoplankton species making it impossible to discriminate fluorescent signals originating from bacterial or phytoplankton tissue. Background of these studies is phytoplankton and heterotrophic bacteria being major competitors for dissolved inorganic nutrients. In case that bacterial growth is carbon limited, increasing concentrations of degradable dissolved organic carbon (DOC) enhance bacterial growth and consumption of dissolved nutrients and there by negatively affect autotrophic phytoplankton growth. Bacteria consuming mixotrophic phytoflagellates, however, may gain in importance in such situations since DOC provokes higher bacterial prey supply.In addition, our results indicate a potential positive effect of temperature on O. minima´s heterotrophic nutrition mode, and indicate a potential increasing contribution of mixotrophic species to phytoplankton communities under increasing sea surface water temperatures.

La modélisation a été utilisée comme outil pour améliorer la compréhension des processus physiques et biologiques observés pendant la campagne pluridisciplinaire DYNAPROC 2 (DYNamique des PROCessus rapides dans la colonne d'eau) qui a eu lieu dans la zone centrale de la mer Ligure en septembre-octobre 2004. Cette campagne avait pour objectif l'étude des phénomènes physiques et biologiques qui agissent à courte échelle de temps lors de la transition saisonnière entre l'oligotrophie estivale et la mésotrophie automnale. L'un des éléments les plus marquants de la campagne est le passage de deux lentilles d'eau dessalée dans la zone de mesure que l'on pensait être isolée des apports latéraux. Dans ce travail, nous avons dans un premier temps appliqué un modèle 1D couplé physique-biologie aux données de la campagne. Le réseau trophique simulé comporte dix variables d'états : trois sels nutritifs, trois classes de phytoplancton, deux classes de zooplancton et deux types de détritus. Les résultats ont montré que les principales différences entre ce modèle et les mesures avaient lieu pendant les intrusions d'eau dessalée. Dans un deuxième temps, nous avons testé deux méthodes d'assimilation de données : une méthode classique de relaxation aux données de température et une méthode que nous avons développée, qui est basée sur l'assimilation des variations de profondeur des isopycnes (méthode IDA, Isopycnal Depth Adjustment). L'évaluation des performances relatives des trois modèles a été effectuée avec des diagrammes de Taylor et a montré que le modèle IDA était le plus performant dans la représentation des évènements observés. Cette étude a permis de caractériser les propriétés de la masse d'eau dessalée, de calculer les flux de matière journaliers et de définir les contributions relatives de la physique et de la biologie à l'évolution de la zone productive au large de la mer Ligure.

L'écosystème pélagique Est Antarctique est dominé par le poisson Pleuragramma antarcticum qui représente jusqu'à 90% de la biomasse des poissons dans la colonne d'eau. P. antarcticum est la seule espèce de la famille des Nototheniidae dont la totalité du cycle de vie se déroule dans la colonne d'eau. Cette espèce se caractérise par un état larvaire particulièrement long qui dure un an et une distribution verticale avec les larves en surface et les individus les plus âgés en profondeur. P. antarcticum est planctonophage à tous ses stades de développement et est la proie principale d'un grand nombre de prédateurs supérieurs. Ainsi, P. antarcticum apparait comme une espèce clé de l'écosystème qui fait le lien entre le phytoplancton / zooplancton et les niveaux trophiques supérieurs. Dans le cadre de cette thèse nous avons étudié l'écologie trophique de cette espèce. Dans la première partie de la thèse, nous avons étudié les variations d'abondance larvaire et la distribution verticale des différents stades de développement. Nous avons poursuivi l'étude de l'état larvaire afin de déterminer les paramètres qui influencent la condition des individus et si P. antarcticum peut être considéré comme un bon indicateur des changements de l'environnement polaire. La seconde partie de cette thèse a comme objectif de clarifier les relations trophiques de P. antarcticum et son rôle dans l'écosystème. Nous avons couplé différentes méthodes qui nous ont permis d'aborder le régime alimentaire instantané (contenus digestifs), sur quelques semaines (acides gras) et sur le mois (isotopes stables). P. antarcticum apparait comme une espèce clé dans un écosystème supposé en " taille de guêpe ". De ce fait, des changements d'abondance de cette espèce pourraient avoir un fort impact sur les niveaux trophiques inférieurs et supérieurs.

Décrit comme formant un mégabloc séparé des domaines subbriançonnais et piémontais voisins par des discontinuités de 1er ordre, le domaine briançonnais constituait un élément majeur de la paléomarge nord téthysienne créée par le rifting téthysien. Après son émersion généralisée durant la période du Lias supérieur - Dogger inférieur correspondant à l'étape du rifting, il a subi, au début du Malm, un affaissement brutal se traduisant par le passage à une sédimentation pélagique post-riftlng. Cette sédlmentation qui s'est poursuivie jusque durant l'Eocène inférieur a été cependant troublée par deux crises tectoniques majeures (Callovo-Oxfordien et Vracono-Turonien), dont les causes peuvent être reliées à des processus plus généraux tenant d'abord de l'ouverture de la Téthys ligure, puis de sa fermeture. La crise tectonique du Callovo-Oxfordien résulte de l'effondrement de la marge nord-téthysienne corrélativement au début de l'ouverture océanique dans le domaine liguro-piémontais et elle s'est manifestée en domaine briançonnais par le dépôt d'accumulations détritiques grossieres (olistolites et bréches) soulignant le rejeu distensif d'accidents synsédimentaires subméridiens et transverses qui, hérités du rifting tethyslen, ont induit une différenciation morphologique du mégabloc briançonnais en créant un système de silIons et de plateaux séparés par des pentes. De fait, à partir du Malm, le domaine briançonnals montrait des aires de sédimentation d'orientation subméridiennal qui, séparées les unes des autres par des accidents de 2eme ordre, étaient segmentées en lanières de moindre dimension par des failles de 3eme ordre et découpées en compartiments par des failles synsédimentaires transverses induisant de probables décalages dont l'ampleur et le sens ne peuvent être déterminés. La crise tectonique du Crétacé "moyen" et du début du Crétacé supérieur (Vracono-Turonien), par ailleurs enregistrée sur l'ensemble du domaine alpin , est l'écho de la fermeture de la Téthys ligure dont les modalités, bien que discutées, pourraient être celles d'un stade de subduction de la Téthys ligure vers l'Est ou le Sud-Est sous la marge sud-alpine (subduction "B"), accompagné ou précédé de la mise en place des ophiolites, puis d'un stade de subduction "A" durant lequel la partie la plus interne de la marge passive nord-téthysienne (massif cristallin interne de Dora Maira) subirait un début d'enfoncement dans la zone de subduction. Durant cette crise tectonique et alors que dans le domaine Iiguro-piémontais en cours de tectonisation se déposaient les flyschs à Helminthoides, que le domaine ultrabriançonnais formait une dépression recevant une importante sédimentation détritique (brèches, olistolites et faciès reconstitués) et que le domaine subbriançonnais constituait un sillon au front du domaine briançonnais surélevé et recevait des brèches et des flyschs précoces, le domaine briançonnais se présentait sous la forme d'un bassin "perché" qui était soumis à une sédimentation pélagique ou hémipélagique troublée par la mise en place d'accumulations détritiques surtout grossières (brèches, olistolites et calcschistes farcis). Daté du Vracono-Sénonien inférieur, ce détritisme a souligné le rejeu d'accidents synsédimentaires d'orientation actuelle N 160°E (faille de Queyrellin-Tête Noire et accidents transverses majeurs (faille de Roche Colombe-Beraude, faille des Arêtes de la Bruyère Châtelard, faisceau de failles de la Pisse, etc, ... ), ou plus mineurs (failles du Clot des Vaches, de l'Aiguillette du Lauzet , etc, ...). Ces accidents transverses ont clairement contrôlé la répartition des sédiments détritiques, soit directement (destruction de reliefs transverses), soit indirectement, en individualisant des compartiments plus ou moins hauts qui, différentiellement érodés et sédimentés, ont reçu un détritisme plus ou moins abondant. Cependant, si l'image morphologique présentée par le domaine briançonnais durant le Crétacé supérieur était celle d'un système de sillons, de pentes et de hauts-fonds d'orientation subméridienne dilacérés par des accidents transverses et si le fait que les accumulations détritiques étaient produites par des écroulements localisés de reliefs et par des glissements affectant des pentes, le contexte tectonique de mise en lace de ces sédiments détritiques n'a pu être définie avec précision. De fait et en plus d'une étude comparative avec l'ensemble du détritisme nord*téthyslen, ont été effectuées des comparaisons avec les accumulations détritiques actuelles déposées sur des marges continentales placées dans différents contextes géodynamiques (marges de divergence, marges transformantes et marges actives) . Ces recherches ont conduit à la présentation de modèle de détritisme actuel en régime distensif, coulissant et compressif et ont permis de préciser que les sédiments détritiques néocrétacés briançonnais présentaient une organisation identique aux accumulations détritiques sédimentées en régime distensif. Dans le cadre globalement compressif voyant la résorption de la Téthys ligure, cette crise tectonique distensive tardive affectant le domaine briançonnais trouve parfaitement sa place, car ce rejeu en distension des accidents synsédimentaires traduirait un bombement extensif qui, s'effectuant au droit du Briançonnais, résulterait d'une flexuration élastique de la croûte continentale amincie de la marge nord-téthysienne en avant de la zone enregistrant la subduction et les compressions pareillement à ce qui peut être observé dans les systèmes actuels en subduction. Enfin, comme le confirment la poursuite de la sédimentation hémipélagique sans détritisme grossier sur le domaine briançonnais et l'évolution des phénomènes compressifs dans le temps et dans l'espace, cette situation de bassin "perché" briançonnais bordé par deux zones en dépression s'est clairement prolongée jusqu'à l'Eocène inférieur, et ce n'est qu'à l'Eocène moyen que vont apparaître les premiers flyschs (flyschs noirs lutétiens), dont le dépôt sera stoppé par la mise en place de la nappe des flyschs à Helminthoides de l'Autapie, indiquant les premiers stades de la collision continentale.

Les microorganismes jouent un rôle prépondérant dans le fonctionnement des écosystèmes aquatiques, où ils sont à la base de la minéralisation et du recyclage de la matière organique. Les" vrais " champignons, ou Eumycètes, font partie de ces microorganismes hétérotrophes qui permettent le renouvellement de la matière organique dans les écosystèmes. Pourtant, la diversité et l'importance quantitative et fonctionnelle des champignons restent très largement méconnues dans les milieux pélagiques. Récemment, l'utilisation de méthodes moléculaires pour étudier la diversité des picoeucaryotes (de taille < 5 μm) lacustres a mis en évidence l'importance des champignons microscopiques avec, notamment, la présence de chytridiomycètes (chytrides). Cette découverte, en conjonction avec le rôle important connu des Eumycètes dans d'autres écosystèmes naturels, nous a amené à poser l'hypothèse d'une diversité et d'un rôle fonctionnel importants des champignons dans les écosystèmes pélagiques. Ce travail vise à préciser la diversité globale, la structure génétique et l'importance quantitative des différentes divisions du règne des Eumycota dans les écosystèmes pélagiques lacustres, et à proposer des outils méthodologiques pour l'étude écologique de ces peuplements. La diversité phylogénétique et l'importance des champignons de taille comprise entre 0,6 et 150 μm ont été analysées dans trois milieux pélagiques différents. Une étude de clonage-séquençage de l'ADNr 18S et de l'ITS a été réalisée au printemps 2007 dans les lacs Pavin (oligomésotrophe), Aydat (eutrophe) et Vassivière (mésotrophe, humique). L'affiliation phylogénétique des séquences a permis, non seulement de confirmer la présence d'une importante diversité de chytridiomycètes parasites du phytoplancton, mais aussi de mettre en évidence la présence non négligeable d'ascomycètes et de basidiomycètes, potentiellement saprophytes. L'étude de la dynamique saisonnière de la structure des peuplements (par TRFLP) et de l'importance quantitative de différentes divisions (par PCR quantitative) de la communauté fongique ont permis de déceler des différences en fonction des saisons et de l'écosystème. Ces différences ont été reliées à la dynamique des peuplements phytoplanctoniques, avec une influence des apports allochtones, principalement dans le lac eutrophe d'Aydat. De plus, les séquences moléculaires générées au cours de ces dernières années ont permis l'élaboration d'amorces ciblant des clades de champignons microscopiques d'intérêt, pour une étude écologique de la dynamique des peuplements, par des approches PCR à temps réel et FISH (fluorescent in situ hybridization). Enfin, nous considérons que l'acquisition de données complémentaires permettra d'intégrer les champignons saprophytes et parasites dans les flux de matière et d'énergie qui transitent par les écosystèmes pélagiques et les cycles biogéochimiques associés.

Les microorganismes jouent un rôle prépondérant dans le fonctionnement des écosystèmes aquatiques, où ils sont à la base de la minéralisation et du recyclage de la matière organique. Les« vrais » champignons, ou Eumycètes, font partie de ces microorganismes hétérotrophes qui permettent le renouvellement de la matière organique dans les écosystèmes. Pourtant, la diversité et l’importance quantitative et fonctionnelle des champignons restent très largement méconnues dans les milieux pélagiques. Récemment, l’utilisation de méthodes moléculaires pour étudier la diversité des picoeucaryotes (de taille < 5 μm) lacustres a mis en évidence l’importance des champignons microscopiques avec, notamment, la présence de chytridiomycètes (chytrides). Cette découverte, en conjonction avec le rôle important connu des Eumycètes dans d’autres écosystèmes naturels, nous a amené à poser l’hypothèse d’une diversité et d’un rôle fonctionnel importants des champignons dans les écosystèmes pélagiques. Ce travail vise à préciser la diversité globale, la structure génétique et l’importance quantitative des différentes divisions du règne des Eumycota dans les écosystèmes pélagiques lacustres, et à proposer des outils méthodologiques pour l’étude écologique de ces peuplements. La diversité phylogénétique et l’importance des champignons de taille comprise entre 0,6 et 150 μm ont été analysées dans trois milieux pélagiques différents. Une étude de clonage-séquençage de l’ADNr 18S et de l’ITS a été réalisée au printemps 2007 dans les lacs Pavin (oligomésotrophe), Aydat (eutrophe) et Vassivière (mésotrophe, humique). L’affiliation phylogénétique des séquences a permis, non seulement de confirmer la présence d’une importante diversité de chytridiomycètes parasites du phytoplancton, mais aussi de mettre en évidence la présence non négligeable d’ascomycètes et de basidiomycètes, potentiellement saprophytes. L’étude de la dynamique saisonnière de la structure des peuplements (par TRFLP) et de l’importance quantitative de différentes divisions (par PCR quantitative) de la communauté fongique ont permis de déceler des différences en fonction des saisons et de l’écosystème. Ces différences ont été reliées à la dynamique des peuplements phytoplanctoniques, avec une influence des apports allochtones, principalement dans le lac eutrophe d’Aydat. De plus, les séquences moléculaires générées au cours de ces dernières années ont permis l’élaboration d’amorces ciblant des clades de champignons microscopiques d’intérêt, pour une étude écologique de la dynamique des peuplements, par des approches PCR à temps réel et FISH (fluorescent in situ hybridization). Enfin, nous considérons que l’acquisition de données complémentaires permettra d’intégrer les champignons saprophytes et parasites dans les flux de matière et d’énergie qui transitent par les écosystèmes pélagiques et les cycles biogéochimiques associés. / Microorganisms play major roles in aquatic ecosystems, primarily as the main actors for organic matter mineralization and recycling. “True” fungi (i.e. Eumycota) are among heterotrophic microorganisms that are highly efficient in recycling organic materials in natural ecosystems. However, the overall diversity of fungi and their quantitative and functional importance remain largely unknown in typical pelagic ecosystems. Environmental 18S rDNA surveys have recently highlighted the importance of microscopic fungi in the diversity of picoeukaryotes (size < 5 μm) in lake ecosystems, including particularly the members of chytridiomycetes (i.e. chytrids) as the dominant phyla. These studies and the known major roles of fungi in natural ecosystems such as soils have leaded us to venture the hypothesis that fungal diversity and functional roles are important structuring factors in pelagic ecosystems. The main aims of the thesis were to examine the overall diversity, genetic structure and quantitative importance of various phyla belonging to the Kingdom Fungi in freshwater pelagic ecosystems. Methodological tools were also developed for ecological investigations of fungal populations of interest. Phylogenetic diversity and quantitative importance of fungi (size classe: 0.6 and 150 μm) were analysed in three contrasting pelagic lakes. Environmental 18S and ITS rDNA surveys were performed during spring 2007 in the oligomesotrophic Lake Pavin, the eutrophic Lake Aydat, and the mesotrophic and humic Lake Vassivière, all located in the French Massif Central. Phylogenetic affiliation of sequences confirmed the presence and the substantial diversity of chytridiomycetes, known as parasites of primarily phytoplankton. We also have unveiled a sizeable number of sequences belonging to the fungal lineages of ascomycetes and basidiomycetes, mainly known as saprophytes. The seasonal dynamics of fungal community structure (essayed by TRFLP),and the quantitative importance of various taxonomic divisions (estimates by real time quantitative PCR or qPCR), revealed significant differences with seasons and with ecosystems. These differences were linked to phytoplankton composition and population successions, with at times the influence of allochthonous inputs, primarily for the eutrophic Lake Aydat. Finally, molecular sequences obtained during the few past years allowed the development of primers for targeting microscopic fungal lineages of interest, and the ecological study of their in situ dynamics using qPCR and FISH (fluorescent in situ hybridization) approaches. Overall, we consider that the acquisition of complementary data is necessary to allow the inclusion of fungi and their main functions (i.e. saprophytisms and parasitism) in the energy and matter fluxes in pelagics ecosystems, and the related biogeochemical cycling.

Les communautés piscicoles sont situées au sommet des chaînes trophiques. Cette position dans le réseau trophique lacustre leur confère, de ce fait, un rôle potentiel d'intégrateurs des processus sous-jacents, à l'échelle de l'écosystème. De plus, la composition en isotopes stables d'un organisme dépend des voies qui transfèrent le carbone jusqu'à cet organisme. Notre hypothèse de base était donc que la composition en isotopes stables des poissons pourrait donc constituer un indicateur relatif du fonctionnement trophique des lacs. <br />Pour valider cette hypothèse, nous avons employé, dans un premier temps, le corégone, Coregonus lavaretus, un salmoniforme zooplanctonophage commun dans les lacs alpins, comme modèle biologique. Une étude préalable avait révélée que la composition en isotopes stables du carbone des corégones était très variable au sein des lacs alpins. Selon notre hypothèse, cette variabilité serait le reflet de différences dans les voies de transferts du carbone dans les réseaux trophiques de ces lacs. Les facteurs explicatifs de cette variabilité inter-lacs ont donc, dans un premier temps, été étudiés. Au terme de cette première partie, la composition isotopique du corégone s'est montrée être effectivement un indicateur du fonctionnement trophique des lacs.<br />Les perturbations peuvent modifier les flux de carbone au sein des systèmes et devraient, de fait, conduire à des changements dans les compositions isotopiques des communautés de poissons. L'effet de deux perturbations d'origine anthropique sur la composition isotopique des poissons a donc, par la suite, été analysé : la première est relative à l'eutrophisation-restauration de deux lacs alpins, la seconde concerne le marnage dans deux réservoirs africains. Les résultats de ces deux études indiquent que des modifications majeures, engendrées par ces perturbations, dans l'origine et les flux de carbone dans les réseaux trophiques, sont enregistrées dans l'histoire isotopique des communautés piscicoles.

L'industrie de la pêche est confrontée à plusieurs contraintes comme l'augmentation du prix du carburant et la diminution des stocks de poisson. Pour améliorer la rentabilité, nous avons fait l'optimisation des chaluts de pêche (pélagique et de fond) afin d'augmenter leurs efficacités énergétiques. Deux facteurs principaux ont été utilisés : la traînée du chalut et sa surface balayée. Notre travail porte sur l'optimisation du plan du chalut par modification du nombre de mailles des pièces du filet et par changement de la longueur des câbles. Nous avons développé une méthode de recherche successive appelée SOT et nous l'avons comparée à une méthode de recherche aléatoire dans le cas d'un chalut pélagique avec un gain net de 54%. La SOT a été utilisée pour optimiser le plan des pièces du filet d'un chalut de fond. Une amélioration du gain énergétique de 38% a été obtenue, ainsi qu'une réduction de 45 jours de pêche. Par souci de risque de baisse de capturabilité, nous avons développé une fonction objectif qui dépend de la distribution de poisson. Trois fonctions de même densité surfacique ont été testées. L'amélioration de l'efficacité énergétique calculée par la méthode SOT sur un chalut de fond est respectivement de 52%, 16% et 32% selon les trois distributions. Avec la méthode SRT (méthode de raffinement séquentiel), nous obtenons des réductions de 56%, 30% et 39% pour les trois distributions. Finalement nous avons adapté la méthode SOT pour optimiser les longueurs des câbles du chalut. Nous obtenons dans un cas une amélioration de l'efficacité énergétique de 49%. L'utilité de ce travail devrait être étendue hors de la pêche comme l'écologie en général. / Nowadays, fishing industry is facing several constraints such as increased fuel prices and declining fish stocks. In this work, we perform optimization of fishing trawls (pelagic and bottom) in order to improve their energy efficiencies. Two main factors were used: the trawl drag and its mouth swept area. Our work focuses on optimizing trawl design by altering mesh numbers and changing cable length. We have developed a method called SOT and compared it to a random search method in the pelagic trawl case with a net energy gain of 54%. The SOT was used in design optimization of bottom trawl panels. Improved energy gain of 38% was obtained and a reduction of 45 total number of fishing days. In order to bypass catchability reduction, we developed an objective function which depends on fish distribution. Three functions with same bottom surface density were tested. Improving energy efficiency calculated by the SOT method on a bottom trawl is respectively 52%, 16% and 32% for the three distributions. With the SRT method (sequential refinement), we obtain reductions of 56%, 30% and 39% for the three aforementioned distributions. Finally we adapted the SOT method to optimize trawl cable lengths. In one case, we obtain energy efficiency improved by 49%. The usefulness of this work should be extended beyond fishery to ecology in general.

Notre objectif est de contribuer à la compréhension du fonctionnement du système Méditerranéen grâce à la modélisation.<br />Nous nous intéressons d'abord à la formation et au devenir des masses d'eau en Méditerranée nord-occidentale. L'influence de la résolution spatiale du modèle océanique est examinée lors de l'étude de la convection profonde au large pour une année réelle. Le rôle essentiel joué par les structures de méso-échelle dans la formation et le devenir de l'eau profonde est mis en évidence. La comparaison de simulations effectuées avec différents forçages atmosphériques permet de montrer l'influence de la résolution spatiale de ce forçage sur la modélisation de la convection, liée à l'importance des extrêmes atmosphériques. Puis nous examinons l'impact de la variabilité interannuelle atmosphérique et du changement climatique sur la formation d'eau dense sur le plateau du Golfe du Lion. Les volumes d'eau dense formée, exportée, et cascadant sont corrélés à la perte de chaleur atmosphérique hivernale. L'intensification de la stratification de la colonne d'eau d'ici la fin du XXIème siècle provoque une quasi-disparition du cascading.<br />L'influence des processus physiques sur l'écosystème planctonique pélagique est examinée au moyen d'un modèle couplé hydrodynamique-biogéochimie. L'étude d'une année de référence permet de valider le modèle et d'en soulever les points faibles. Si les bilans de production présentent une faible variabilité interannuelle, celle de l'exportation de carbone et du métabolisme net est plus marquée. Le changement climatique provoque une augmentation de la production primaire et une intensification de la boucle microbienne.

L'industrie de la pêche est confrontée à plusieurs contraintes comme l'augmentation du prix du carburant et la diminution des stocks de poisson. Pour améliorer la rentabilité, nous avons fait l'optimisation des chaluts de pêche (pélagique et de fond) afin d'augmenter leurs efficacités énergétiques. Deux facteurs principaux ont été utilisés : la traînée du chalut et sa surface balayée. Notre travail porte sur l'optimisation du plan du chalut par modification du nombre de mailles des pièces du filet et par changement de la longueur des câbles. Nous avons développé une méthode de recherche successive appelée SOT et nous l'avons comparée à une méthode de recherche aléatoire dans le cas d'un chalut pélagique avec un gain net de 54%. La SOT a été utilisée pour optimiser le plan des pièces du filet d'un chalut de fond. Une amélioration du gain énergétique de 38% a été obtenue, ainsi qu'une réduction de 45 jours de pêche. Par souci de risque de baisse de capturabilité, nous avons développé une fonction objectif qui dépend de la distribution de poisson. Trois fonctions de même densité surfacique ont été testées. L'amélioration de l'efficacité énergétique calculée par la méthode SOT sur un chalut de fond est respectivement de 52%, 16% et 32% selon les trois distributions. Avec la méthode SRT (méthode de raffinement séquentiel), nous obtenons des réductions de 56%, 30% et 39% pour les trois distributions. Finalement nous avons adapté la méthode SOT pour optimiser les longueurs des câbles du chalut. Nous obtenons dans un cas une amélioration de l'efficacité énergétique de 49%. L'utilité de ce travail devrait être étendue hors de la pêche comme l'écologie en général.