L'objectif de nos travaux de thèse est de concevoir, dimensionner et fabriquer un système actif à matériaux à changement de phase (MCP) pour le rafraîchissement et réchauffement de la maison Napévomo en région Aquitaine, ce dernier participant au concours Solar Décathlon (SDE2010). L'approche proposé a pour but de fournir au lecteur suffisamment de connaissant en stockage thermique à base de MCP pour entreprendre la conception d'un système de rafraîchissement et de réchauffement d'un bâtiment passif. La démarche utilisée consisté dans un premier temps à faire l'état de l'art des systèmes de stockage thermique à base de MCP et à établir un cahier des Charges du système à concevoir. Ces données ont amèné à proposer un modèle de calcul stationnaire basé sur une approche NUT-ε moyennant la caractérisation préalable des MCP pour dimensionner et concevoir le système. Le dimensionnement étant validé en fonction des pertes de charge et le COP (coefficient de performance). Le système est fabriqué à l'échelle 1. Il est composé de quatre échangeurs Air-MCP. Chaque échangeur renferme un amas contenant de MCP. Ils sont disposés en quinconces sur des colonnes de petits tubes. Un ensemble de dispositifs expérimentaux améliorent la conductivité des MCP ainsi que l'échange thermique entre le système et son environnement. Les essais réalisés sur l'un des échangeurs montrent des résultats encourageants. Ce dernier rafraîchit l'air en 7-8 heures et il permet de régénérer les MCP en 6 heures en moyenne. Lors du concours Solar Décathlon (SDE2010), le système installé dans la maison Napévomo a montré sa capacité à assurer le rafraîchissement de l'air ambiant durant les 6 jours de la démonstraction.

D'après le dernier rapport du Groupe Intergouvernemental d'Experts sur l'Evolution du Climat (GIEC), la réalité d'un réchauffement majeur du climat est sans équivoque. Ce travail de thèse a consisté à dresser un bilan des changements climatiques passés et récents dans l'océan Austral et à évaluer si l'impact de ces changements sur la distribution spatiale des oiseaux marins était déjà détectable et/ou prévisible. Grâce aux données historiques d'observation en mer par bateau sur 12 espèces d'oiseaux marins, nous avons mis en évidence une diminution d'abondance chez trois espèces et des changements de distribution contrastés entre les années 1980 et 2000. Ces espèces ont la particularité d'exploiter les eaux subtropicales où le réchauffement a été plus intense pendant cette période. Les suivis télémétriques apportent des informations précieuses sur la variabilité spatio-temporelle de la distribution des zones d'alimentation. Les modèles d'habitat nous ont permis de (1) caractériser les habitats exploités d'un point de vue océanographique, (2) comprendre la réponse des oiseaux aux variations saisonnières et interannuelles du climat, et enfin (3) prédire la distribution future des habitats favorables en utilisant les projections climatiques du GIEC. Les deux espèces étudiées ciblent des zones productives où les ressources sont prédictibles dans le temps et l'espace. Les variations saisonnières de la distribution du pétrel à menton blanc (Procellaria aequinoctialis) de Kerguelen sont principalement gouvernées par la dynamique de la glace de mer alors que les manchots royaux (Aptenodytes Patagonicus) de Crozet sont étroitement liés au front polaire. Ces structures océanographiques, forcées par la température, gouvernent la distribution et l'abondance des ressources disponibles pour les prédateurs. Le réchauffement de 1 à 3°C prédit par les modèles climatiques pourrait donc avoir des conséquences importantes sur la disponibilité des proies. Ainsi, nos modèles d'habitat prédictifs ont révélé un déplacement de 300 km vers le sud des zones d'alimentation du manchot royal d'ici la fin du 21ème siècle. Un tel changement serait bien au-delà des capacités de recherche alimentaire actuelles des manchots. Malgré les incertitudes liées aux modèles et aux réponses des niveaux trophiques inférieurs, nos résultats suggèrent une forte pression de sélection sur les stratégies d'approvisionnement des oiseaux marins dans les années à venir.

Les tendances spatiales et temporelles du mercure en Arctique ont été étudiées au travers de l'analyse de ce métal dans les tissus durs, i.e. dents et poils, des phoques annelés (Phoca hispida) et des ours polaires (Ursus maritimus). Aucune influence du sexe sur les concentrations n'a été détectée dans les tissus de ces deux espèces alors que l'âge est apparu comme un facteur d'influence important.Deux tendances spatiales ont été observées dans les tissus de ces deux espèces : un premier gradient d'augmentation du mercure de l'Est vers l'Ouest de l'Arctique, i.e. de Svalbard, vers le Groenland et enfin, l'Arctique canadien, et un second du Sud vers le Nord de l'Arctique canadien, résultant très probablement de la minéralogie du socle rocheux, mais aussi potentiellement de facteurs biotiques et abiotiques.Une tendance à l'augmentation des concentrations de mercure a été globalement détectée entre la période préindustrielle et la fin du XXe siècle. Cependant, les variations temporelles associées à la seconde partie du XXe siècle révèlent une augmentation continue dans l'Ouest de l'Arctique et une tendance à la diminution dans l'Est de l'Arctique, cette différence étant probablement liée à des apports distincts des masses d'air atmosphériques à ces deux régions. Par ailleurs, une composante de variabilité climatique pourrait contribuer aux variations observées ces dernières décennies en influençant les habitudes alimentaires de ces prédateurs marins arctiques. Ainsi, les isotopes stables d'azote et de carbone s'avèrent être un outil essentiel à coupler aux études sur les tendances de mercure pour permettre de déterminer la part d'un changement dans le régime alimentaire ou dans les niveaux environnementaux.Cette étude a mis en évidence l'importance des poils comme tissu de monitoring non-invasif et pertinent pour un suivi régulier voire annuel tandis que l'utilisation des dents s'avère être plus adaptée à la reconstruction de tendances sur le long-terme.

Dans les tropiques, la convection atmosphérique est fortement modulée à l'échelle intrasaisonnière (périodes de 20 à 90 jours). L'océan jouerait un rôle important dans l'activité atmosphérique à cette échelle. Les variations de Températures de Surface de l'Océan (TSO) perturberaient en effet les flux de surface et déstabiliseraient l'atmosphère pour déclencher un événement convectif organisé à grande échelle. La réponse dynamique associée permettrait alors l'entretien de la convection à l'échelle intrasaisonnière par augmentation des flux de chaleur à la surface. Ces perturbations de TSO sont principalement liées aux perturbations de la température de la couche de mélange et dépendent donc, comme l'énergie disponible pour l'entretien de la convection, de la profondeur de cette dernière. Les résultats d'observations, présentés ici, étayent cette conception thermodynamique de l'origine de la variabilité intrasaisonnière qui permet d'expliquer son lien climatologique avec le cycle saisonnier des moussons. L'impact des perturbations intrasaisonnières de la TSO sur l'organisation des événements convectifs est ensuite étudié au moyen de simulations effectuées avec le modèle de climat LMDZ. Une part importante de la variabilité intrasaisonnière de la TSO est de plus liée à la formation de Couches de Réchauffement Diurne comme le montre le diagnostic effectué à partir d'un algorithme simple forcé par les données ERA-40. La validation de cette démarche au moyen des mesures du réseau global de bouées SVP autorise l'inclusion de cet algorithme dans LMDZ. On vérifie enfin la capacité du modèle à reproduire des CRD réalistes avant de discuter leur effet sur la variabilité intrasaisonnière simulée.

L'huître creuse du Pacifique, Crassostrea gigas a été introduite en France à la fin des années 60 pour remplacer l'huître portugaise, Crassostrea angulata, décimée par des maladies. Ce n'est cependant qu'à partir des années 90 que des populations sauvages se sont établies sur les estrans bretons. La première partie de cette étude a permis de montrer, qu'à l'exception de la zone nord-Finistère et des baies de Douarnenez et Audierne, l'ensemble des côtes bretonnes est actuellement colonisé par C. gigas. Des stocks de 10 000 et 6 420 tonnes ont été recensés en Rade de Brest et dans le Golfe du Morbihan. La seconde partie de cette étude a permis de préciser les facteurs déterminant la dynamique du processus invasif de C. gigas. La responsabilité du changement climatique dans l'établissement de C. gigas en Bretagne a ainsi été confirmée. Aucun recrutement de C. gigas n'a été observé dans la zone subtidale, réfutant ainsi les accusations d'exclusion de l'huître plate, Ostrea edulis. Enfin, l'impact de l'épisode de mortalité estivale massive des huîtres cultivées pendant l'été 2008 a été très faible dans les populations sauvages. L'analyse des conséquences écologiques de la prolifération de C. gigas sur les estrans bretons a été réalisée dans la dernière partie de cette étude. L'impact de C. gigas sur la communauté est net lorsque la colonisation s'intensifie et que de véritables récifs se forment, augmentant alors l'abondance et la diversité de la macrofaune. Les mesures de la production annuelle de carbone de la communauté intertidale rocheuse ont montré qu'elle est multipliée par plus de 20, lorsque C. gigas colonise le substrat en forte densité, atteignant 761,77 g C m-2 an-1.

La vallée de la Clarée se situe dans le Briançonnais (Hautes-Alpes, France). Son contexte climatique (climat de montagne à tendance méditerranéenne), et géomorphologique (présence d'éboulis, d'une couverture morainique abondante ainsi que de roches sédimentaires sensibles à l'érosion) conjugué à un contexte topographique marqué par la grande énergie du relief sont autant d'éléments qui en font un secteur favorable à l'activité torrentielle.<br />Cette étude fondée sur différentes approches in situ (topométrie, analyse géomorphologique) et diachroniques des cônes de déjection et des lits torrentiels, a permis d'effectuer un diagnostic du comportement actuel des torrents de la basse vallée de la Clarée mais aussi d'en étudier l'évolution depuis la fin du 19ème siècle. En effet, comme ailleurs dans les Alpes, les torrents de la vallée de la Clarée ont connu depuis 150 ans une mutation de leur physionomie marquée par un ajustement morphologique suite au tarissement sédimentaire causé par les modifications environnementales post-PAG. Nos travaux ont permis de souligner le caractère essentiellement spontané de l'ajustement morphologique des torrents dans le secteur étudié. Or, si du point de vue socio-économique, la vallée de la Clarée est longtemps restée en marge de l'essor économique qu'ont connu les stations de sport d'hiver voisines, les communes de la vallée connaissent depuis maintenant une trentaine d'année, une lente reconversion socio-économique marquée par l'émergence du tourisme. Cela a conduit à une évolution des modes de gestion du risque torrentiel qui privilégie désormais la mise en place de vastes systèmes de correction torrentielle sur les cônes de déjection. L'apparent assagissement des torrents, conjugué à l'augmentation de la pression foncière, a favorisé l'aménagement progressif des cônes de déjection torrentiels. Dans le contexte actuel de réchauffement global, les modifications du comportement dynamique des torrents pourraient alors avoir des conséquences notables en terme de risque torrentiel.

Dans le contexte du changement global, la diminution de la disponibilité en oxygène (hypoxie) combinée à la hausse de la température sont deux phénomènes particulièrement présents dans les eaux côtières vers lesquelles les larves de poissons peuvent dériver à la fin de leur développement. Il est admis que les régulations mises en oeuvre par les organismes pour faire face à leur environnement au cours des premières étapes de leur vie peuvent avoir des conséquences sur leur trajectoire de vie ultérieure (plasticité développementale). Ainsi, l'objectif principal de cette thèse était d’évaluer si des conditions d'oxygénation (40% et 100% de saturation) combinées à des conditions thermiques (15 et 20 °C) au stade larvaire, pouvaient avoir des impacts durables sur la physiologie des futurs juvéniles de bar (Dicentrarchus labrax). Nos résultats ont révélé que les retards de croissance associés à la plus basse température et à l’hypoxie au stade larvaire induisent une croissance compensatrice. De plus, les analyses des réserves hépatiques en glycogène et en lipides ont révélé que le métabolisme des juvéniles pourrait être affecté par les conditions environnementales au stade larvaire. Par ailleurs, nos données indiquent que la capacité d'extraction de l'oxygène a été affectée chez des juvéniles en raison de déformations operculaires causées par l’exposition précoce à l'hypoxie. Enfin, l'exposition précoce à l'hypoxie induit une sur-expression à long terme de gènes de l'hémoglobine de juvéniles replacés en situation d’hypoxie. Globalement, nos résultats contribuent à faire avancer les connaissances sur la façon dont les poissons marins font face aux changements climatiques actuels. / In the context of global change, decrease in oxygen availability (hypoxia) combined with rising water temperature are especially prevalent in coastal regions, towards which marine fish larvae may drift at the end of their development. It is well admitted that the physiological regulations implemented by organisms to cope with their environment during the early life stages of life can cause profound consequences in their subsequent life-history trajectory (developmental plasticity). Therefore, the main objective of this thesis was to investigate whether ecologically relevant conditions of oxygenation (40% and 100% air saturation) combined with thermic conditions (15 and 20 °C), occurring at the last stages of larval development of European sea bass (Dicentrarchus labrax) larvae, could have long-lasting impacts on juvenile physiology. Our data showed that growth depression resulting from low temperature and hypoxic conditions at larval stage induced a subsequent compensatory growth. Moreover, our analyses of hepatic glycogen and lipid stores revealed that metabolic features of juvenile could be affected by early exposure to oxygen and temperature conditions. Furthermore, our data revealed that oxygen extraction capacity was affected due to opercular deformities caused by early exposure to hypoxia. Finally, when seabass juveniles, that have been exposed to hypoxia at larval stage, were under chronic hypoxic condition they show a long-term up-regulation of hemoglobin genes. Overall, our findings contribute to make predictions of how the marine fish communities could be altered by current climate change.

Submitted by Gabriela Lopes (gmachadolopesufpel@gmail.com) on 2016-09-28T13:41:56Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Última - Versão BR - Full version of thesis - Gustavo MALAGI 05 01 15.pdf: 7874392 bytes, checksum: 6b766fe0ba0e658ee8b6a3b3752fbb91 (MD5) / Approved for entry into archive by Aline Batista (alinehb.ufpel@gmail.com) on 2016-09-28T19:00:59Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Última - Versão BR - Full version of thesis - Gustavo MALAGI 05 01 15.pdf: 7874392 bytes, checksum: 6b766fe0ba0e658ee8b6a3b3752fbb91 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-09-28T19:00:59Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Última - Versão BR - Full version of thesis - Gustavo MALAGI 05 01 15.pdf: 7874392 bytes, checksum: 6b766fe0ba0e658ee8b6a3b3752fbb91 (MD5) Previous issue date: 2014-12-02 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / Os padrões climáticos têm sofrido alterações em escala global nas últimas décadas e consequências graves sobre o desenvolvimento de diversas espécies vegetais têm sido observadas. A intensificação dos avanços fenológicos no hemisfério norte tem despertado o interesse sobre a compreensão da fisiologia da dormência de espécies temperadas quando submetidas a regimes de aquecimento. A proposta desse estudo foi comparar os padrões regionais de temperatura e floração de cultivares de macieiras cultivadas em climas contrastantes, a partir de uma extensa base de dados de temperatura e fenologia. Assim, foi possível compreender como a temperatura controla o processo de floração e diagnosticar as zonas de produção mais vulneráveis ao aquecimento. Séries históricas de temperatura foram coletadas na Europa Ocidental (inverno frio), Marrocos e no sul do Brasil (inverno quente). Datas de ocorrência de dois estágios de floração e o tempo transcorrido entre eles foram analisados. Verificou-se o aquecimento de todas as áreas da Europa Ocidental na primavera, e um leve aquecimento do período invernal na zona sul dessa região. Nesses locais os avanços das datas de floração e o curto tempo de floração ocorreram pela elevação das temperaturas primaveris. A região sul mostrou-se mais vulnerável a futuros aquecimentos. No Marrocos e sul do Brasil o aquecimento foi mínimo nas últimas décadas sendo o inverno mais afetado. Leves mudanças fenológicas e longos períodos de floração estiveram associados às temperaturas invernais. Padrões de fenologia e temperatura intermediárias foram observados no Marrocos. Por outro lado, estudo complementar foi conduzido no Brasil e na França visando compreender o mecanismo de dormência da macieira, os fatores intrínsecos que a controlam, além de analisar as variabilidades regionais e varietais. A cinética da dormência foi determinada em gemas vegetativas por “One-bud cutting test” e em gemas florais por “Tabuenca’s test”. Gemas vegetativas apresentaram dormência oscilante durante outono-inverno-primavera na França, sendo profunda no inverno. No Brasil, as gemas vegetativas apresentaram dormência com variações amenas no período equivalente e com profundidade superficial. O aumento significativo do peso fresco e seco dos primórdios florais caracterizou a fase transitória entre endo- e ecodormência. No entanto, o estabelecimento da ecodormência esteve relacionado com o aumento significativo do peso seco e da capacidade de reidratação dos primórdios florais. A transição entre essas fases foi acelerada no Brasil e mais lenta na França. Ainda, a partir de dados históricos de temperatura e fenologia, foram selecionados modelos fenológicos sequenciais capazes de estimar regionalmente as datas anuais de floração em ambos os hemisférios. Dois modelos foram validados para a estimação do estágio de floração BBCH 61 (NHGoldenF1) e BBCH 65 (NHGoldenF2) de Golden Delicious, na Europa Ocidental. Esses modelos apresentaram elevada acuracidade e apresentaram eficiência superior aos modelos termais. Considerando um cenário RCP de incremento intenso da temperatura até o final do século, observou-se tendência de alongamento do período de acúmulo de frio, principalmente em Nîmes, e antecipação das datas de floração em Angers, até o final desse século, segundo os dois modelos NH. Em ambos os cenários e locais, observou-se redução significativa da fase de ecodormência até o final desse século, com os menores valores registrados em Nîmes. Essa perspectiva de mudanças na temperatura na região Mediterrânea da Europa predispõe futuramente o alongamento do período de floração, resultando distúrbios fisiológicos característicos de regiões de clima ameno hoje. Outros conceitos de modelos ou a inclusão de múltiplos fatores durante a parametrização devem ser considerados em um futuro breve, haja vista ainda, que o agravamento 12 climático na Europa, poderá comprometer a aplicabilidade dos modelos sequências, como se observou na atual situação climática do sul do Brasil. / Weather patterns have changed globally in recent decades causing serious consequences on the development of several plant species. The intensification of phenological advances in the northern hemisphere has raised interest in the understanding of dormancy physiology in temperate species when subjected to warming regimes. The purpose of this study was to compare regional patterns of temperature on the flowering of apple tree cultivars grown under contrasting climates, using an extensive database of temperature and phenology records. Thus, it was possible to understand how temperature controls the flowering process and identify the areas most vulnerable to warming. Historical temperature series collected for Western Europe (cold winter), Morocco and Southern Brazil (warm winter) were used. Historical dates of two flowering stages and the time between them were analyzed. All areas in Western Europe experienced warming in the spring, whereas a slight warming of winter was found in the mild areas. The observed advancement of blooming dates and the short blooming time were linked to spring temperature increase in Western Europe, with the southern region being more vulnerable to future warming. In Morocco and Southern Brazil minimal warming was found in recent decades but winter was most affected. Weak phenological changes and long flowering periods were associated with winter temperatures. Phenology patterns and intermediate temperatures were observed in Morocco. Moreover, an additional study was conducted in Brazil and France to understand the mechanism of dormancy in apple trees, the intrinsic factors that controls it, and to analyze the regional and varietal variability. The kinetics of dormancy in vegetative buds was determined by a "One-bud cutting test" and in floral buds by "Tabuenca's test." Vegetative buds showed fluctuating dormancy during autumn-winter-spring in France, which was deeper in winter. In Brazil, the vegetative buds showed weak variations and shallow depth in the equivalent period. The significant increase in fresh and dry weight of flower primordia characterized the transitional phase between endo- and ecodormancy. However, ecodormancy establishment was related to the significant increase in dry weight of floral primordia and their ability to rehydrate. The transition between these phases was fast in Brazil and slower in France. Sequential models, able to estimate annual blooming dates in both hemispheres were selected from historical temperature and phenology data. Two models were validated to estimate the stages BBCH 61 (NHGoldenF1) and BBCH 65 (NHGoldenF2) of Golden Delicious in Western Europe. These models showed high accuracy and greater efficiency in relation to thermal models. Considering a CPR scenario of intense increase in temperature by the end of this century, there was estimated a trend to extend the period of chill accumulation, especially in Nîmes, and advance dates for flowering in Angers, by the end of this century, according the two NH models. Under both scenarios and locations, there was a significant reduction in the ecodormancy phase, with the lowest values recorded at Nîmes. The projected changes in temperature in the mediterranean region of Europe can extend the flowering period, resulting in physiologic disturbances as today in mild climate. Other concepts of models and/or the inclusion of multiple factors in the model should be considered in the near future, considering that warming in Europe may compromise the applicability of the sequential models, as observed currently in southern Brazil.

Le plancton a un rôle crucial dans le cycle du carbone. Il est donc primordial de projeter son évolution dans le contexte de changement climatique. Une partie des résultats rapportés au niveau des communautés planctoniques montrent une stimulation de la production primaire avec l’augmentation de concentration en CO2 et très peu d’expériences combinant plusieurs facteurs ont été faites. Qui plus est, les expériences ont été réalisées majoritairement dans des conditions naturellement élevées ou enrichies en sels nutritifs et très peu de données existent dans les zones naturellement pauvres en nutriments et chlorophylle a, c’est à dire dans les zones oligotrophes telles que la mer Méditerranée, bien que ces régions représentent une surface importante et en expansion de la surface de l’océan. Plusieurs approches ont été utilisées au cours de cette thèse pour étudier les effets du réchauffement et de l’acidification de l’océan sur des communautés planctoniques dans le NO de la Méditerranée. Une des approches, restreinte à l’effet de l’acidification seule, a été l’utilisation de mesocosmes. En Baie de Calvi (expérience #1; été 2012 sur 22 jours) la communauté étudiée présentait un efficace processus de recyclage des sels nutritifs ainsi qu’une production régénérée importante alors que dans le Baie de Villefranche (expérience #2; hiver/printemps 2013 durant 11 jours) la communauté était caractérisée plutôt par un système autotrophe et par une production nouvelle dominante. Une troisième expérience a été réalisée pour étudier les effets synergétiques de l’acidification et du réchauffement de l’océan (expérience #3; March 2012; post-bloom). Toutes les expériences ont ainsi été menées dans des conditions de faibles concentrations en sels nutritifs avec des communautés dominées par des petites espèces phytoplanctoniques telles que des haptophytes, cynaobacteries et chlorophytes. Lors de l’expérience #3, toutes les populations ont décliné au cours de l’expérience (12 jours) à l’exception des cyanobactéries (principalement Synechococcus spp.) qui ont significativement augmenté durant cette période. Cette augmentation était d’autant plus prononcée dans les conditions de température plus élevée, bien que l’augmentation concomitante de CO2 ai eu tendance à limiter cet effet. Pour les trois expériences, l’acidification de l’océan seule n’a pas montré d’effet sur les taux métaboliques quelque soit la méthode utilisée (O2-LD, marquage au 18O, 13C et 14C) alors que durant l’expérience #3, les conditions élevées en température ont favorisé la production brute déterminée par la méthode de marquage 18O. Des biomarqueurs spécifiques, les acides gras des lipides polaires, utilisés de façon combinée avec du marquage au 13C a permis la détermination des productions primaires par groupe. Ceci a confirmé que l’acidification de l’océan seule n’a pas particuliérement favorisé un groupe phytoplanctonique par rapport à un autre dans nos conditions expérimentales.Basé sur nos résultats et sur une revue de littérature, il apparait que la plupart des expériences (57 % des études) réalisées jusqu’à maintenant n’ont pas montré d’influence notoire de l’acidification de l’océan seule sur les communautés planctoniques, alors que le réchauffement de l’océan semble avoir plus d’effet sur la composition et la production planctonique. De plus, la biomasse dans les écosystèmes dominés par des petites espèces de phytoplancton semble être insensible à l’augmentation de CO2. A l’heure actuelle, il est impossible, basé sur ces résultats, de fournir un concept général de l’effet de l’acidification de l’océan sur les communautés planctoniques. Cependant il semble que l’acidification n’augmentera pas la biomasse et la production primaire pour la majorité des communautés. / Plankton plays a key role in the global carbon cycle. It is therefore important to projectthe evolution of plankton community structure and function in a future high-CO2 world.Several experimental results reported at the community level have shown increased rates ofprimary production as a function of increasing pCO2 and few multi-driver experiments havebeen performed. However, the great majority of these experiments have been performedunder high natural or nutrient-enriched conditions and very few data are available in areaswith naturally low levels of nutrient and chlorophyll i.e. oligotrophic areas such as theMediterranean Sea, although they represent a large and expanding part of the ocean surface.Several approaches have been used during this thesis to investigate the effects ofocean warming and acidification on plankton communities in the NW Mediterranean Sea.One approach, restricted to the investigation of ocean acidification effects alone, was the useof mesocosms. In the Bay of Calvi (experiment #1; summer 2012 during 22 days), thecommunity was very efficient in recycling nutrients and showed important regeneratedproduction while in the Bay of Villefranche (experiment #2; winter/spring 2013 during 11days) the community was characterized by a more autotrophic state and larger newproduction. A third experiment was set-up to investigate the combined effects of oceanacidification and warming in small containers in the Bay of Villefranche (experiment #3;March 2012; post-bloom conditions).All experiments were conducted under low nutrient conditions with communitiesdominated by small species (e.g. haptophytes, cyanobacteria, chlorophytes). During the thirdexperiment, biomass of populations decreased throughout the experiment (12 days), exceptcyanobacteria (mostly Synechococcus spp.) that significantly increased during that period.This increase was even more pronounced under elevated temperature, albeit the combinationwith elevated pCO2 tended to limit this effect. For the three experiments, ocean acidificationalone had no effect on any of the metabolic processes, irrespective of the methods used (O2-LD, as well as 18O, 13C and 14C labelling) while during the multi-driver experiment #3, oceanwarming led to enhanced gross primary production as measured by the 18O labellingtechnique. Specific biomarkers, polar lipid fatty acids, were used in combination with 13Clabelling to assess group primary production rates. This confirmed that ocean acidificationalone did not favour any phytoplankton group under our experimental conditions.Based on our findings and on an extensive literature review, it appears that most (57%) of the experiments performed to date have shown no effect of ocean acidification alonewhile ocean warming seem to have an effect on plankton composition and production.Furthermore, plankton biomass in ecosystems dominated by small phytoplankton speciesappears insensitive to elevated CO2. It remains, for the moment, impossible based on thesefindings to provide a general concept on the effect of ocean acidification on planktoncommunities. However, it appears that ocean acidification will likely not lead to increasedbiomass and primary production rates for most communities, as it was previously anticipated.Furthermore, although warming will likely lead to increased primary production, it appearsthat small species with a low capacity for export will be favoured. If this proves to be awidespread response, plankton will not help mitigating atmospheric CO2 increase through anenhancement of the biological pump.

Le flet européen (Platichthys flesus) est un poisson catadrome dont l’aire de répartition dans le Nord-Est Atlantique s’étend du cercle polaire Arctique jusqu’au Portugal. Depuis quelques décennies, la limite Sud de son aire de distribution remonte le long des côtes Portugaises. Une étude préliminaire sur la biologie des populations de flet a identifié un métabolisme énergétique spécifique pour une population périphérique Sud au Portugal vs des populations situées dans le Golfe de Gascogne et en Manche. Dans la présente étude, nous avons combiné une approche en génétique de populations avec des challenges expérimentaux menés en situation de common garden, pour approfondir nos connaissances sur la différentiation génétique entre les populations de flets sur la façade Atlantique et sur le possible différentiel phénotypique qui pourrait en résulter, particulièrement en terme de bioénergétique et de traits d’histoire de vie. L’approche génétique considérant le polymorphisme de marqueurs de type microsatellites et de différents gènes candidats met en évidence une différentiation génétique très significative entre les populations de la Péninsule Ibérique et celles situées plus au Nord. Une pression de sélection différentielle s’exerce probablement sur un gène impliqué dans le métabolisme énergétique (GAPDH) et confirme la particularité génétique des populations Ibériques. Un challenge thermique et hypoxique conduit sur des poissons juvéniles et mettant en oeuvre une combinaison d’approches ciblées (activités enzymatiques sur des proxies du métabolisme énergétique en aérobiose vs anaérobiose, et de l’anabolisme) et sans a priori (protéomique par électrophorèse 2D) suggère une meilleure aptitude des populations centrales (Canche et Vilaine, France) et de la population périphérique (Lima, Portugal) à se maintenir respectivement en conditions froide vs chaude et hypoxique. Enfin, l’analyse de normes de réaction des traits de vie pour des stades embryo-larvaires exposés à un gradient thermique met en évidence une probable adaptation locale des populations de flet à leur environnement thermique. / The European flounder (Platichthys flesus) is a catadromous fish species distributed along the North-East Atlantic coasts, from the Arctic polar circle to the Iberian Peninsula. For several decades, the southern limit of its distribution area is shifting towards the North of the Portuguese coast. A preliminary study on the flounder population biology has detected a specific energetic metabolism for a southern peripheral population in Portugal compared to Northern populations located in the Bay of Biscay and in the Channel. In the present study, we have combined population genetics with experimental challenges in the laboratory to improve our knowledge on the genetic structure of flounder populations over Europe, and on the potentially resulting phenotypic differences among populations, mainly considering bioenergetics and life-history traits. The polymorphism of microsatellite markers and of several candidate genes highlighted a significant genetic differentiation between Iberian Peninsula populations and Northen populations. A thermal and hypoxia challenge has been conducted on flounder juveniles, considering (1) enzymatic activities linked to energetic metabolism (aerobiosis and anaerobiosis) and anabolism, and (2) a proteomic approach; this common garden experiment suggested a higher capacity of central populations (from Canche and Vilaine, France) and of one peripheral Southern population (from Lima, Portugal) to cope with respectively cold condition, warm and hypoxia condition. Finally, the analysis of thermal reaction norms in fish early life history traits, considering embryo-larval stages submitted to a thermal gradient, underlined a possible local adaptation of the flounder populations to their thermal environments.