L'aire de distribution des espèces est conditionnée à la fois par des facteurs biotiques et abiotiques et ses frontières dépendent généralement des limites physiologiques de l'espèce. Ainsi, en bordure d'aire de répartition, les populations se caractérisent par une diversité génétique moindre ainsi qu'une forte différentiation génétique et leur existence dépend d'un équilibre fragile entre événements de colonisation et d'extinction.Depuis les années 1970, l'augmentation et l'accélération des pressions anthropiques exercées sur les écosystèmes bouleversent ces équilibres et des modifications de l'aire de répartition sont observées chez certaines espèces dont le bivalve Macoma balthica, espèce clé des écosystèmes littoraux en Europe, dont la limite sud de répartition s'est décalée vers le nord-est au cours des quarante dernières années.Afin d'évaluer les capacités adaptatives de M. balthica et dans un but de conservation, deux approches complémentaires ont été menées dans des environnements contrastés qui ont permis de mettre en évidence des signes d'adaptation locale.D'une part, l'étude du génome neutre à l'aide des outils méthodologiques et concepts de la génétique des populations a permis d'inférer l'histoire démographique de l'espèce avec une attention particulière portée sur une baie en limite d'aire de répartition (Baie de Marennes Oléron, France) et sur une baie soumise à de fortes pressions physico-chimiques (Baie de Gdansk, Pologne). Nous avons mis en évidence notamment :(i) un polymorphisme significatif dans les populations en limite d'aire en opposition avec les attendus théoriques(ii) des ruptures au flux de gènes dans le golfe de Gascogne soumis au réchauffement des eaux de surface mais aussi le long d'un gradient environnemental dans la baie de Gdansk. D'autre part, l'étude moléculaire de la sélection a été menée par la méthode de pyroséquençage sur le transcriptome d'individus prélevés en milieux contrastés. Cette étude a permis de mettre en évidence des tendances d'expression différentielle de gènes de réponse générale au stress selon le milieu considéré.

L’aire de distribution des espèces est conditionnée à la fois par des facteurs biotiques et abiotiques et ses frontières dépendent généralement des limites physiologiques de l’espèce. Ainsi, en bordure d’aire de répartition, les populations se caractérisent par une diversité génétique moindre ainsi qu’une forte différentiation génétique et leur existence dépend d’un équilibre fragile entre événements de colonisation et d’extinction.Depuis les années 1970, l’augmentation et l’accélération des pressions anthropiques exercées sur les écosystèmes bouleversent ces équilibres et des modifications de l’aire de répartition sont observées chez certaines espèces dont le bivalve Macoma balthica, espèce clé des écosystèmes littoraux en Europe, dont la limite sud de répartition s’est décalée vers le nord-est au cours des quarante dernières années.Afin d’évaluer les capacités adaptatives de M. balthica et dans un but de conservation, deux approches complémentaires ont été menées dans des environnements contrastés qui ont permis de mettre en évidence des signes d’adaptation locale.D’une part, l’étude du génome neutre à l’aide des outils méthodologiques et concepts de la génétique des populations a permis d’inférer l’histoire démographique de l’espèce avec une attention particulière portée sur une baie en limite d’aire de répartition (Baie de Marennes Oléron, France) et sur une baie soumise à de fortes pressions physico-chimiques (Baie de Gdansk, Pologne). Nous avons mis en évidence notamment :(i) un polymorphisme significatif dans les populations en limite d’aire en opposition avec les attendus théoriques(ii) des ruptures au flux de gènes dans le golfe de Gascogne soumis au réchauffement des eaux de surface mais aussi le long d’un gradient environnemental dans la baie de Gdansk. D’autre part, l’étude moléculaire de la sélection a été menée par la méthode de pyroséquençage sur le transcriptome d’individus prélevés en milieux contrastés. Cette étude a permis de mettre en évidence des tendances d’expression différentielle de gènes de réponse générale au stress selon le milieu considéré. / Species distribution is conditioned by biotic and abiotic factors and its borders depend generally on physiological limits of species. At the edge of their distribution, populations are characterized by a less genetic diversity as well as a strong genetic differentiation and their existence depends on a fragile balance between colonization and extinction.Since the 1970s, the increase and the acceleration of the anthropological pressures exercised on ecosystems upset this balance. As a consequence, modifications of many species distributions are observed. As an example, the south end of the distribution of the bivalve Macoma balthica, a key species of the european littoral ecosystems has moved towards the northeast during the last forty years.In order to conserve this species, we need to estimate the adaptive capacities of M. balthica. Two complementary approaches were undertaken in contrasting environments. The neutral genome was studied using population genetics methods to the demographic history of the species with a particular attention at the edge of its distribution (Bay of Marennes Oléron, France) and in a bay subjected to strong physico-chemical pressures (Bay of Gdansk, Poland). We brought to light in particular:1) A significant polymorphism in the populations at the edge of the distribution in contrast to theoretical predictions.2) A geneflow rupture correlated with high sea surface temperature (in the Bay of Biscay) and also along an environmental gradient ( derived from multiple parameters) in the bay of Gdansk.The molecular study of natural selection was conducted by the method of pyroséquençage using transcriptome from individuals at specific locations. This study allowed us to bring to light tendencies of differential gene expression implicated in the general response to stress.

Depuis quelques dizaines d’années, un intérêt croissant s’est développé pour la protection des espèces et la compréhension des mécanismes qui les conduisent à l’extinction. Actuellement, les causes d’extinction sont pour la grande majorité d’origine anthropique, mais un certain nombre de facteurs intrinsèques, propres à chaque espèce, peuvent interagir avec ces pressions anthropiques, pour aboutir au risque d’extinction. De nombreuses études ont mis en évidence l’impact des traits d’histoires de vie et des caractéristiques écologiques dans la vulnérabilité des espèces à l’extinction, mais très peu se sont penchées sur le rôle du comportement. Or, de par leur nature, tout un ensemble de comportements pourraient constituer des facteurs de vulnérabilité intrinsèques chez les espèces, que ce soit au niveau du risque d’extinction, ou au niveau des principales pressions anthropiques qui existent actuellement. Le but de cette thèse est de déterminer l’impact des caractéristiques du système social et de l’intensité de la sélection sexuelle dans la vulnérabilité des espèces de Primates i) aux principales pressions anthropiques (i.e. chasse, exploitation forestière et agriculture), à un niveau local, en portant une attention spécial au rôle d’infanticide dans la vulnérabilité à la chasse et ii) au risque d’extinction tel que décrit par l’UICN, au niveau global. Ce dernier point nous a amenés à analyser plus spécifiquement l’impact de l’hétérogénéité de l’empreinte humaine dans le risque d’extinction. Toutes nos études reposent sur une approche d’analyses comparatives. Nos différents travaux ont permis de mettre en évidence des effets du comportement à aux différentes échelles spatiales et pour les deux niveaux de vulnérabilité, mais avec des différences dans la nature des variables comportementales impliquées. Nous avons identifié des effets de la taille moyenne des groupes et du système socio-reproducteur dans la vulnérabilité à l’exploitation forestière, mais pas pour les autres menaces testées. De plus, ces effets ont été retrouvés au niveau du risque d’extinction, mais dans des sens différents. Ainsi, les mécanismes impliqués dans la vulnérabilité des espèces diffèrent selon le type de vulnérabilité étudié, faisant intervenir différents effets Allee. / Improving species protection and better understanding the mechanisms leading to population decline and ultime extinction has become a major research area over the last decades. Nowadays, the causes of extinction are mostly anthropogenic, but some intrinsic factors, specific to each species, can interact with these anthropogenic pressures to determine the extinction risk. Many studies have highlighted the impact of life history traits and ecological characteristics on species vulnerability to extinction, but very few have investigated the role of behaviour. Because of the mechanisms they imply, several behaviours could constitute intrinsic factors of vulnerability among species, at the level of extinction risk, or concerning the main anthropogenic pressures threatening species. The aim of this thesis is to determine the impact of the social system and sexual selection on primate vulnerability i) to the main anthropogenic threats (i.e. hunting, logging and agriculture) and, particularly, the role of infanticide on their vulnerability to hunting, and ii) to the extinction risk as described by the IUCN conservation status. This point has lead us to examine also the impact of human footprint heterogeneity on extinction risk. All our studies are based on a comparative analysis approach. Our different works highlighted several impacts of behavioural variables at the two spatial scales and for the two levels of vulnerability, but with differences in the nature of the behavioural variables. We identified significant effects of the average group size and the socio-reproductive system in species vulnerability to logging, but not in species vulnerability to the other threats. Moreover, these effects have also been found at the level of the extinction risk, but in different ways. Thus, the mechanisms implicated in the vulnerability are different according to the type of vulnerability, and rely on several Allee effects.

Dans la plupart des mers et des océans, la zone littorale est dominée par de grandes Phaeophyceae (Laminariales et Fucales) qui jouent un rôle écologique majeur dans la structuration et le fonctionnement de l’écosystème (fourniture d’habitats, de nourri ture, de frayères et de nurseries pour de nombreuses espèces). En Méditerranée, ce sont les espèces de Fucales appartenant aux genres Cystoseira C. Agardh et Sargassum C. Agardh qui sont les principales espèces structurantes du stade climacique de la végétation photophile de la zone littorale (de la surface jusqu’à 70-80 m de profondeur dans les eaux les plus claires). L’étude diachronique menée dans ce travail de thèse à partir des premières observations scientifiques exploitables (18ème siècle) est une première en Méditerranée sur autant de linéaire de côte (~ 2 970 km à l’échelle 2 500ème). Les résultats obtenus par l’analyse des données historiques et actuelles de distribution des Fucales le long des côtes françaises différent suivant les espèces étudiées, aussi bien en ce qui concerne l’état de conservation des populations que les causes impliquées dans leur régression. Dans l’ensemble, les forêts de Cystoseira et de Sargassum ont régressé de façon drastique en Méditerranée française. L’écosystème a souvent basculé (regime shift) vers un état stable alternatif (Multiple Stable State) de type barren ground, caractérisé par la dominance de macrophytes calcifiés encroûtants (corallinacées) et d’oursins. / Throughout the world, coastal ecosystems are severely affected by the cumulative impact of increasing human pressure (e.g. destruction of habitats, pollution, non-indigenous species, overfishing, coastal aquaculture and global warming). Different foms of stress act over time and in unison, with a possible synergistic effect, on species, ecosystems and their ability to deliver ecosystem services. Along temperate rocky coasts worldwide, large canopy-forming kelps (Laminariales, Phaeophyceae, Ochrophyta) and fucoids (Fucales, Phaeophyceae, Ochrophyta) represent the dominant species in pristine environments. In the Mediterranean Sea, species of the genus Cystoseira C. Agardh and Sargassum C. Agardh are habitat-forming species dominating several assemblages from the littoral fringe down to the lower sublittoral zone (0 down to 70-80 m depth). The present diachronic study based on the first usable scientific observations (18th century) is the first in the Mediterranean to cover such a long stretch of coastline (~ 2970 km at 1/2 500 scale). The results obtained by the analysis of historical and current data on the distribution of Fucales along the French coast differ according to the species studied, both with regard to the conservation status of populations and the causes involved in their regression. The general loss of habitat-structuring species is worrying. We are witnessing a typical regime shift with a replacement of macroalgal forests by less structured algal assemblages dominated by Corallinales or by barren grounds dominated by encrusting species, filamentous algae and sea urchins.

Le déclin mondial des anguilles tempérées est lié aux effets synergiques de multiples pressions anthropiques. Cependant, la complexité du cycle de vie des anguilles et leurs incroyables capacités d’adaptation font qu’il est très difficile de connaître le poids relatif de chacune des pressions. Les anguilles tempérées sont trois espèces catadromes qui ont de très grandes aires de répartition pendant leurs phases de croissance continentales. Leurs panmixies et les longues dérives larvaires passives sont des freins aux adaptations locales, cependant on observe des patrons spatiaux de traits d’histoire de vie corrélés aux gradients environnementaux, à l’échelle du bassin versant et de son aire de répartition. Ce doctorat vise à (i) démontrer si ces patrons spatiaux d’histoire de vie sont le résultat de deux réponses adaptatives : le polymorphisme génétique et la plasticité phénotypique adaptative, et (ii) à réévaluer l’effet des différentes composantes du changement global en prenant en compte ces réponses adaptatives. Dans ce cadre, GenEve el, un modèle d’optimisation individu-centré a été développé. Ce modèle postule que la sélection de l’habitat dépendant du génotype et la plasticité phénotypique sont deux mécanismes permettant de faire face à l’hétérogénéité environnementale. Avec de telles hypothèses, le modèle permet de reproduire les patrons spatiaux observés concernant la longueur à l’argenture, le sexe-ratio et la distribution des écotypes. Par la suite, différents types des pressions anthropiques - les pêcheries de civelles et d’anguilles argentées, les obstacles à la migration de montaison et les mortalités dues aux turbines hydroélectriques - ont été intégrés dans le modèle.L’objectif a été d’évaluer leurs impacts sur l’échappement, à la fois en nombre, mais aussi sur différents attributs comme le sexe-ratio, la répartition entre génotypes, la longueur à l’argenture moyenne, et la production globale d’oeufs. Les résultats montrent que la pression qui induit la plus forte mortalité directe n’a pas forcément la plus forte influence sur la biomasse féconde et n’exerce pas nécessairement la pression sélective la plus forte sur les écotypes. Le modèle met aussi en évidence que la plasticité phénotypique peut être source de résilience pour la population et qu’elle atténue l’effet de certaines pressions, mais pas de toutes. Cela suggère également que la gestion ne doit pas seulement se concentrer sur les nombres de survivants et les mortalités directes, mais aussi sur la protection de la diversité au sein des populations. Finalement, un modèle démo-génétique est décrit pour résumer notre compréhension des populations d’anguilles. Un tel modèle pourra être utilisé à l’avenir pour explorer les conditions écologiques dans lesquelles le polymorphisme génétique et la plasticité phénotypique ont été sélectionnés à travers des générations et fournir de nouvelles recommandations pour la conservation des espèces d’anguilles en voie d’extinction. / The worldwide decline of temperate eels is due to a synergistic combination of several anthropogenic pressures. However, eels display very specific life-cycles and amazing adaptation capacities that impair our ability to assess the relative effects of each pressure. Temperate eels are three catadromous species with large spatially distribution area during their continental growth stage. Their panmixia and the passive larval drifts impair the possibility of local adaptation; however life history spatial patterns are correlated with environmental gradients at both river catchment and distribution area scales. ThisPhD aims (i) to explore whether these life history spatial patterns may result from two adaptive responses: genetic polymorphism and adaptive phenotypic plasticity, and (ii) to revisit the effect of different components of global change in consideration to these adaptive responses. In this context,GenEveel, an individual-based optimization model was developed. The model postulates that genetic dependent habitat selection and phenotypic plasticity are mechanisms to address environmental heterogeneity. With such assumptions, the model was able to mimic observed spatial patterns in length-at-silvering, sex ratio and distribution of ecotypes. Moreover, different types of anthropogenic pressures (glass eel fishery, silver eel fishery, obstacles to upstream migration, and mortality due to hydropower facilities) were integrated in the model. Then, the model was used to assess their impacts on the number of escapees and their attributes: sex ratio, repartition between genotypes, mean lengthat-silvering, and overall egg production. The results showed that the pressure that induces the highest direct mortality has not necessarily the greatest influence on the spawning biomass and does not necessarily exert the strongest selective pressure on the ecotypes. This demonstrates that phenotypic plasticity can be a source of resilience for the population and mitigates the effect of some but not all the pressures. It also suggests that management should not only focus on numbers and direct mortalitybut on the preservation of diversity within populations. Finally, a demo-genetic model is described summarizing our understanding of eel populations. Such model can be used in the future to explore the ecological conditions in which genetic polymorphism and phenotypic plasticity have been selected through generations and provide new insights for the conservation of endangered eel species.

L'objectif de ce travail est de montrer la vulnérabilité des paysages forestiers en relation avec la variabilité climatique à l'échelle de la Tanzanie d’une part et d'analyser les dynamiques forestières, afin de réaliser une étude prospective des dynamiques de l'occupation des sols dans les réserves forestières de Pugu et de Kazimzumbwi d'autre part. L'analyse des données TRMM sur la période 2001-2013 a permis de mettre en évidence une variabilité saisonnière et interannuelle des précipitations à l'échelle du pays. Les cartes de précipitations interannuelles ont permis de distinguer les années à faible pluviométrie, les années à forte pluviométrie et les années à pluviométrie intermédiaire. Cette analyse a également permis de mettre en évidence 11 types de régimes pluviométriques marqués par des modes de variabilité saisonnière différents à l'échelle de la Tanzanie. Des oppositions existent entre les régimes pluviométriques de la région centrale savanicole marquées par des hauteurs annuelles faibles, un nombre de mois secs important (7 mois) et plus affectée par la variabilité interannuelle des précipitations d'une part et d’autre part les régions forestières du nord, sud et l'est plus humides et présentant des faibles déficits des hauteurs pluviométriques interannuelles. La sensibilité de la phénologie végétale à la variabilité pluviométrique a été analysé par l'étude des relations spatio-temporelles entre l'indice de végétation normalisé NDVI-MODIS et la pluviométrie (pluie TRMM). Les cartes de corrélations pluie/NDVI mettent en évidence une opposition entre les régions sèches du centre marquée par des paysages de savane fortement vulnérables à la variabilité pluviométrique et les régions du sud de forêts humides de montagnes et des régions côtières de forêts de mangroves réagissant peu à cette variabilité pluviométrique. Dans les régions de savanes du centre l'intensité de la dépendance pluie/NDVI est mesurée par un coefficient de corrélation de 0.70. Un suivi de l'analyse des pressions humaines sur les réserves forestières a été réalisé à partir de l'exemple des forêts de Pugu et de Kazimzumbwi sur la période 1995-2015 à partir de l'imagerie SPOT 6 (haute résolution) et LANDSAT. Les classifications de l’occupation du sol ont été réalisées à partir de la méthode orientée objet. Le bilan forestier montre que, des deux réserves forestières, seule la réserve de Pugu conserve encore près de la moitié de sa surface en forêt en 2015 (55% dont 32 % de forêt dense). À l'inverse la réserve de Kazimzumbwi ne contient que 5 % de forêt dense de sa superficie. Sur l'ensemble de la période étudiée (1995-2014), la sous-période 2009-2014 a été la plus critique en terme de perte de forêt. En effet, en l’espace de 5 ans les réserves forestières de Pugu et Kazimzumbwi ont presque perdu le double de leur superficie. Partant du constat d'une vulnérabilité accrue des pressions humaines dans les réserves, une analyse multicritère a permis d'identifier les zones de fortes et faibles pressions humaines. Les zones les plus vulnérables restent celles situées à proximité des axes de communication et des villes. Ainsi, les réserves forestières sont plus vulnérables dans leurs parties est, proches des routes principales et des grands centres urbains comme Pugu et Kisarawé. L'utilisation d’un modèle pour une modélisation prospective en 2050 a nécessité l’intégration des variables explicatives des changements observés et des cartes d'occupation du sol de 1995 et 2014. Le modèle est validé à partir d’une carte prédite et d’une carte réelle. Le résultat montre une simulation exacte à 72 %. Le modèle prévoit ainsi, à l’horizon 2050 une expansion et densification des surfaces artificialisées notamment à la périphérie nord-est de la réserve de Pugu et au sud dans la réserve de Kazimzumbwi. Cette croissance des surfaces artificialisées entraînera un recul important des surfaces forestières existantes à l’intérieur des réserves. / The objective of this work is on one hand to show the vulnerability of forest landscapes in relation to climate variability at the scale of Tanzania and on the other hand to analyze forest dynamics in order to carry out a prospective study of the dynamics of land use in the forest reserves of Pugu and Kazimzumbwi. Analysis of the TRMM data over the period from 2001 to 2013 has allowed revealing a seasonal and inter-annual variability in precipitation across the country. The inter-annual precipitation maps have made it possible to distinguish the years with low rainfall (2003, 2005, 2012 ), the years of high rainfall (2002, 2007, 2006, 2011) and the years of intermediate rainfall (2001, 2007, 2008, 2009, 2013). It has also help to distinguish 11 types of rainfall regimes marked by different patterns of seasonal variability at the scale of Tanzania. There are oppositions between the rainfall regimes of the central savannah region on one hand marked by low annual heights over an important period of seven dry months, also more affected by inter-annual variability, and the northern, southern and eastern forest regions are more humid and presenting low deficits of heights inter-annual rainfall. The sensitivity of plant phenology to rainfall variability has been analyzed by the examination of the spatio-temporal relationships between the standardized vegetation index NDVI-MODIS and rainfall (rain TRMM). The rain / NDVI correlation maps show an opposition between the dry regions of the center marked by savannah landscapes highly vulnerable to rainfall variability and the southern regions of moist forests, mountains and coastal regions, mangrove forests Reacting poorly to this rainfall variability. In the savannah regions of the center, the intensity of rain / NDI dependence is measured by a correlation coefficient of 0.70. A monitoring of the analysis of human pressures on forest reserves was carried out using the example of the Pugu and Kazimzumbwi forests during the period 1995-2015 using SPOT 6 (high resolution) and LANDSAT imagery. The land use classifications were realized from the object oriented method. The forest review shows that in 2015 (55% of which 32% is dense forest), from the two reserves only the reserve of Pugu still preserves nearly the half of its surface in forest while the reserve forest of Kazimzumbwi contains only 5% of its area. Over the entire period studied, the sub-period 2009-2014 was the most critical in terms of forest loss. In fact, within five years the forest reserves of Pugu and Kazimzumbwi have almost lost the double of their area. Based on the increased vulnerability of human pressures in the Pugu and Kazimzumbwi forest reserves and their periphery, a multicriteria analysis has made it possible to identify areas of high and low human pressures. The most vulnerable areas remain those located close to the communication axes and cities. Consequently forest reserves are more vulnerable in their eastern parts, close to major roads and major urban centers such as Pugu and Kazimzumbwi. The use of a model for prospective modeling in 2050 has required the integration of the explanatory variables of the observed changes and the land use maps of 1995 and 2014. The model is validated from a predicted map and a real map. The result shows an exact simulation at 72%, based on this hypothesis of an increase in anthropogenic human pressures on the two forest reserves over time; we have predicted the land use map of 2050 under the effect of explanatory variables. This prospective modeling therefore envisages, by 2050, an expansion and densification of artificial surfaces, notably at the north-eastern periphery of the reserve of Pugu and on the south in the kazimzumbwi reserve. This growth in artificial surfaces will result in a significant decline in existing forest areas within reserves.

L’ichtyofaune est encore peu utilisée en bioindication sur les plans d’eau, alors que la demande des gestionnaires est forte, notamment dans le contexte de la mise en œuvre de la Directive Cadre Européenne sur l’Eau. L’objectif de cette thèse est d’analyser la réponse de l’ichtyofaune à diverses pressions anthropiques, afin de définir des variables biologiques de bioindication et construire un indice rendant compte de l’état écologique des lacs naturels et des retenues français. Plusieurs questions sont successivement abordées.En première analyse, les possibilités de sélection de métriques répondant à des pressions s’exerçant sur le bassin versant sont explorées par une approche typologique. L’analyse consiste à effectuer des classifications des plans d’eau, puis à établir, au sein de chaque groupe homogène d’un point de vue environnemental, des régressions linéaires entre les métriques candidates et les pressions. Les résultats montrent la pertinence de l’ichtyofaune en bioindication sur ces milieux, mais mettent en exergue des limites à cette approche typologique. Ainsi, afin de tester la possibilité de construction d’un bioindicateur commun aux lacs naturels et aux retenues, une méthode alternative dite « site spécifique » a ensuite été développée. Une modélisation statistique a été appliquée pour contrôler l’effet de l’environnement naturel sur les communautés piscicoles lacustres. Cette analyse montre que les métriques piscicoles répondant aux pressions sont différentes entre les deux types de milieux. La dernière étape, explique le développement d’un indicateur, construit sur le principe de la mesure d’un écart à la référence, en se basant sur une approche de type statistique par hindcasting. Cette méthode encore peu utilisée permet de s’affranchir de la sélection de sites de référence en France en modélisant les conditions biologiques de référence, i.e., telles qu’elles seraient en l’absence de pression anthropique. Les caractéristiques des communautés piscicoles des sites non perturbés sont ensuite comparées à celles des sites plus ou moins impactés par des pressions anthropiques. Ont été considérées ici les pressions s’exerçant à l’échelle du bassin versant et localement sur les plans d’eau. Suivant ce protocole, un indice poisson lacustre issu de la combinaison de métriques répondant conjointement à des pressions anthropiques globales et locales est proposé pour les lacs naturels et pour les retenues.Les avancées de ce travail et les perspectives sont ensuite discutées au regard du contexte européen de la gestion des milieux aquatiques. / Fish communities remain underused in the domain of lentic ecosystem bioindication, even though water managers need such tools in the current context of the Water Directive Framework. The objective of this thesis was to analyse the fish communities’ response to various anthropogenic pressures, in order to define the candidate biological variables in bioindication and to develop an index to evaluate the ecological status of French natural lakes and reservoirs. Several questions are raised.First of all, the means available to select fish-based metrics responding to catchment-scale anthropogenic pressures are analysed using a typological approach. This analysis consists in classifying lentic ecosystems using classifications, and then, within each homogenous group of ecosystems identified based on environmental criteria, performing linear regressions between candidate fish-based metrics and anthropogenic pressures. The results clearly show that fish communities could be used as good bioindicators for the lentic ecosystems, but they also underline the limits of typological approaches.To test how a bioindicator shared by natural lakes and reservoirs could be developed, an alternative site-specific method was subsequently developed. Statistical modeling was applied to control the natural environmental effects on lentic fish communities. This analysis shows that fish-based metrics responding to catchment-scale anthropogenic pressures differ in the two types of lentic ecosystems.The last part reports the development of an index, based on the reference condition approach, using a hindcasting statistical approach. This method, still infrequently used, enables one to sidestep the problem related to the selection of reference sites in France. Furthermore, this method allows modeling biological reference conditions, i.e. conditions without anthropogenic pressures. Fish communities’ characteristics are then compared for both undisturbed sites and sites that are more or less impacted by anthropogenic pressures. Both catchment-scale and local anthropogenic pressures were considered in this analysis. Following this protocol, a lake fish-based index resulting from the combination of metrics that respond jointly to global and local anthropogenic pressures was developed for natural lakes and reservoirs. Finally, the advances made as a result of this research and its perspectives are discussed with regards to the European context of aquatic ecosystem management.

Les pressions anthropiques peuvent avoir une influence négative sur la qualité de l’eau et sur la capacité d'un lac à fournir des services écosystémiques (SÉ). Cependant, une approche intégrant les connaissances écologiques et sociales nécessaires pour identifier les lacs les plus à risque de perdre leurs SÉ fait actuellement défaut. Nous fournissons ici un cadre qui intègre l'état écologique des lacs, les menaces pour la qualité de l’eau et l’utilisation des SÉ récréatifs à des échelles régionales pour identifier les zones vulnérables. En utilisant les données de plus de 660 lacs échantillonnés à travers le Canada, une classification régionale des lacs basée sur les caractéristiques biophysiques de lacs peu impactés a été déterminée. L'écart des lacs impactés par rapport aux caractéristiques naturelles de leur région a permis d'identifier les concentrations d'azote total et de chlorure comme les indicateurs les plus constants d’une altération de l’état écologique des lacs par l’activité humaine. L'état écologique, le niveau de menace et l’utilisation des SÉ ont été combinés et cartographiés avec un modèle de couleur additif. Les lacs du sud de l'Ontario et du Québec étaient les plus préoccupants, car ils étaient très altérés, menacés et fortement utilisés. Les lacs situés près des centres urbains des deux côtes étaient altérés et utilisés, mais apparemment moins menacés, tandis que ceux des Prairies étaient altérés et menacés, mais moins utilisés. Notre nouveau cadre fournit la première biogéographie socio-écologique des lacs canadiens et constitue un outil de gestion prometteur pour évaluer l'état et la vulnérabilité des lacs. / Anthropogenic pressures can negatively influence water quality and a lake's ability to provide ecosystem services (ES). However, an approach that integrates the ecological and social knowledge needed to identify lakes most at risk of losing their ES is currently lacking. Here, we provide a framework that integrates lake ecological status, water quality threats, and recreational ES use at regional scales to identify vulnerable areas. Using data from over 660 lakes sampled across Canada, a regional classification of lakes based on the biophysical characteristics of low impact lakes was determined. The deviation of impacted lakes from the natural characteristics of their region identified total nitrogen and chloride concentrations as the most consistent indicators of altered ecological state of lakes due to human activity. Ecological status, threat level and ES use were combined and mapped using an additive color model. Lakes in southern Ontario and Quebec were of greatest concern as they were highly altered, threatened and heavily used. Lakes near urban centers on both coasts were altered and used, but apparently less threatened, while those in the Prairies were altered and threatened, but less used. Our new framework provides the first socio-ecological biogeography of Canadian lakes and is a promising management tool for assessing lake state and vulnerability.

Le sanctuaire Agoa est une aire marine protégée dans la zone économique exclusive (ZEE) des Antilles françaises qui fut créée en 2010 pour la conservation des mammifères marins et de leurs habitats. Il est connu que le rorqual à bosse fréquente les eaux des Antilles de décembre à mai pour la reproduction et la mise bas. Par contre, peu d’information existe sur l’abondance, le comportement, la distribution et les pressions anthropiques sur cette espèce aux Antilles et encore moins dans le sanctuaire. Cette maîtrise s’intéresse principalement à connaître cette espèce dans un secteur précis de cette aire marine et les liens qu’elle entretient avec certains utilisateurs humains de son habitat. Le tout vise à informer les intervenants en place, autant institutionnels qu’utilisateurs, vers une mise en place de mesures de conservation adaptées. Un suivi terrestre hivernal de plus de 300 heures, en 2012 et 2013, a permis de déterminer l’utilisation de l’habitat et les pressions anthropiques sur une population de rorquals à bosse fréquentant le sud de la péninsule de la Pointe-des-Châteaux en Guadeloupe. Il s’agit du premier suivi terrestre de cette espèce aux Antilles françaises et un des premiers dans l'arc caribéen. La zone d’étude couvre environ 264 km2 et serait une des zones les plus fréquentées de l’archipel guadeloupéen par l’espèce. À l’aide d’un théodolite, la trajectoire de 107 groupes différents (137,8 heures, 699 remontées) a été décrite. Les résultats montrent que la zone d’étude est principalement fréquentée en mars et avril, avec une abondance maximale au début du mois d’avril. La forte présence de baleineaux, particulièrement au mois de mars, pousse à croire que cette zone est utilisée comme pouponnière. Le comportement n’est pas aléatoire dans la zone d’étude et les trajectoires convergent vers certaines zones ayant possiblement un lien avec la bathymétrie. De plus, la zone marine à proximité de la Pointe-des-Châteaux pourrait potentiellement être un lieu de convergence des groupes. Ceux-ci se déplacent à vitesse réduite en direction ENE en général, à l’exception des femelles accompagnées de baleineaux qui prennent une orientation tout autre, c’est-à-dire vers le ONO, et ce à plus grande vitesse. Bien que la pression d’observation soit considérée comme modérée, une forte proportion des remontées se trouve dans les corridors de navigation présents dans la zone d’étude. De plus, le corridor de navigation des navettes entre Saint-François et La Désirade comporte le plus grand risque relatif de collision mortelle. Une réduction de vitesse des embarcations fréquentant le corridor des navettes diminuerait significativement le risque de collision mortelle. Ces pistes de réflexion mèneront sans doute à d’autres études plus poussées afin de continuer à en apprendre sur l’écologie de cette espèce fascinante. / The Agoa sanctuary, a marine protected area (MPO) covering the exclusive economic zone (EEZ) in the French Caribbean, was created in 2010 to protect marine mammals and their habitats. It is known that the Caribbean islands are used from December to May by humpback whales (Megaptera novaeangliae) as a reproductive area. However, sparse information exists on the abundance, the behaviour, the distribution and the anthropogenic pressures on this species in the Caribbean and even less in the sanctuary. This thesis focuses on increasing scientific knowledge about this species’ use of a part of the Agoa Sanctuary and their interactions with human users of the MPO. Such knowledge may inform stakeholders’ (institutional and individual) decision-making towards implementation of appropriate conservation measures. A land-based survey of more than 300 hours, in 2012 and 2013, was carried out to determine the habitat use of, and anthropogenic pressures on, a population of humpback whales frequenting the surrounding water of the Pointe-des-Châteaux peninsula in Guadeloupe. This is the first land-based survey of this species in the French West Indies and one of the first in the Caribbean. The study area of approximately 264 square kilometres is one of the most visited areas by this species in the Guadeloupe archipelago. Using a theodolite, 107 trajectories (i.e. groups of whales) were recorded, representing 137.8 hours and 699 surfacings. Results show that the abundance was higher in March and April with a peak in the first week of April. The high proportion of calves in this population, mainly in March, suggest that the study zone is a nursing area. Overall movement patterns are not random and may possibly be dictated by the bathymetry. Furthermore, trajectories seem to converge close to the Pointe-des-Châteaux. The average movement is slow and oriented in the same direction as the dominant current to the west of the Pointe-des-Châteaux (i.e. ENE), except for mother and calf groups that swim faster in the opposite direction (i.e. WNW). Even if the anthropogenic pressure may be consided as moderate, a high proportion of surfacing is located in some of the main maritime traffic corridors. In addition, the shuttle corridor between Saint-Francois and Désirade island has the greatest relative risk of fatal collision. A reduced speed for the shuttle corridor would lower significantly the collision risk. These findings may lead to more extensive studies to better understand the ecology of this fascinating species.

Les tourbières remplissent une importante fonction de régulation des cycles biogéochimiques. Elles sont très sensibles aux modifications du régime hydrologique qui résultent du climat ou de pressions anthropiques. Le travail présenté dans cette thèse applique une approche interdisciplinaire en combinant hydrologie, géophysique, hydrochimie, biologie et modélisation numérique. Le site d'investigation est une prairie tourbeuse située dans la presqu'île du Cotentin, en Normandie. L'approche par datation des eaux souterraines a permis d'acquérir une compréhension conceptuelle de l'aquifère. La modélisation met en évidence les interactions entre l'aquifère et la zone humide et prédit un impact important d'un accroissement du pompage et du changement climatique sur les niveaux d'eau pouvant provoquer un assèchement de la tourbe et sur les débits des cours d'eau. L'étude confirme que la vulnérabilité biochimique de la tourbe aux changements environnementaux, tel que l'état d'aération, est très dépendante de la qualité de la tourbe. Une tourbe plus dégradée, où les teneurs en nutriments et biomasse sont plus faibles, est plus sensible aux processus d'oxydation, qui entraînent une acidification importante, un relargage de sulfates et un lessivage de cations. Les résultats confirment que des conditions anaérobies doivent être favorisées dans la gestion des tourbières, mais qu'une légère fluctuation des niveaux n'altère pas son fonctionnement.