Focalisé sur le groupe phytoplanctonique des diatomées, ce travail de thèse a permis d'étudier l'impact du réchauffement climatique et de l'acidification des océans afin d'appréhender la réponse de ce taxon au changement climatique actuel. L'augmentation de la pCO2 atmosphérique depuis la première révolution industrielle est à l'origine de l'augmentation de la concentration en carbone inorganique dissous (DIC) dans l'océan de surface, et donc d'une acidification des océans à laquelle s'ajoute un réchauffement de l'océan de surface conduisant finalement à l'extension des zones oligotrophes très stratifiées et pauvres en sels nutritifs. Différentes approches in situ et au laboratoire ont donc été utilisées lors de ce travail de thèse afin de mieux comprendre la place des diatomées dans une province oligotrophe et d'apprécier ensuite leur réponse à un réchauffement et une acidification dans un «chémostat oligotrophe», limité en phosphate. / Specifically orientated on the diatoms' phytoplanktonic group, this work tryed to understand the impact of warming and ocean acidification on diatoms and aimed at understand the taxon's response to the ongoing climate change. Amospheric pCO2 increase since the first industrial revolution lead to the augmentation of dissoveld inorganic carbon (DIC) concentration in the surface ocean, and thus to the ocean acidification, accompanied by an ocean surface warming leading finally to the extension of oligotrophic areas well stratified and nutrient depleted. Different in situ and lab techniques were used in order to better understand the diatom role in oligotrophic system and their response to warming and acidification in an oligotrophic chemostat, limited by phosphate.

Dans les bassins versants montagneux englacés la biodiversité des rivières est fortement influencée par l'hétérogénéité physico-chimique des habitats due aux dynamiques spatio-temporelles des contributions des différentes sources d'eau: la fonte des neiges, de la glace et les eaux souterraines. Un des effets du réchauffement climatique est l'accélération de la fonte des glaciers entraînant la réduction de la contribution en eaux de fonte. Cette modification du régime des eaux va probablement affecter la biodiversité aquatique. Ainsi il est primordial d'identifier les effets de l'influence glaciaire sur les communautés aquatiques afin de pouvoir prévoir l'impact du retrait glaciaire sur la biodiversité aquatique. Dans cette étude nous avons examiné l'effet de l'influence glaciaire sur les macroinvertébrés aquatiques. L'étude a été menée dans 51 sites dans un bassin versant englacé dans les Andes équatoriennes (Antisana, Équateur) où les crues glaciaires ont lieu toute l'année dû au manque de saison. Nos principaux objectifs étaient de déterminer l'influence glaciaire à chaque site, caractériser l'impact de l'influence glaciaire sur les communautés de macroinvertébrés et anticiper la réponse des macroinvertébrés aquatiques face au retrait des glaciers. Pour répondre à ces objectifs, nous avons quantifié l'influence glaciaire à partir de différentes méthodes et testé son effet sur les macroinvertébrés à plusieurs échelles: du cours d'eau au bassin versant. Cette étude nous a permis de mieux comprendre les mécanismes dirigeant la distribution des macroinvertébrés et de déterminer le potentiel risque d'extinction d'espèces due la diminution de la contribution en eau glaciaire. / In mountainous glacierized catchments, stream biodiversity is strongly influenced by physicochemical habitat heterogeneity linked to the spatio-temporal dynamics of water source contributions from snowmelt, ice-melt and groundwater. One impact of climate change is the rapid shrinking of glaciers, resulting in a reduction in glacial meltwater contribution to river flow in glacierized catchments. These modifications in water regimes are expected to affect the aquatic biodiversity. Thus it is of critical importance to understand the effect of glacial influence on aquatic communities in glacierized catchments to be able to predict the impact of glacier retreat on the aquatic biodiversity. In this study, we investigated the effects of the glacial influence on aquatic macroinvertebrates. The study was conducted in 51 stream sites in a glacierized catchment in the equatorial Andes (Antisana, Ecuador), where glacial floods occur all year round due to the lack of thermal seasonality. Our main objectives were to determine the glacial influence at each stream site; to characterize the impact of the glacial influence on the macroinvertebrate communities; and to anticipate the aquatic macroinvertebrates response to glacier retreat. In order to meet these objectives, we quantified the glacial influence using different methods and test its effects on macroinvertebrates at different scales from the stream reach to the entire catchment. These analyses allowed us to better understand the mechanisms governing macroinvertebrates distribution, and to determine the potential risk of species loss with the diminution of glacial meltwater contribution.

L'objet principal de ce mémoire est l'analyse des données météorologiques provenant de stations installées en 2002 à Salluit. Deux objectifs ont orienté cette analyse : la mise à jour statistique des données et l'étude d'événements climatiques ayant un impact significatif sur la communauté. Compte tenu des sources d'informations disponibles, deux types d'événements ont été étudiés : le réchauffement des températures et les épisodes de vents violents. Les résultats montrent une augmentation des températures atmosphériques, particulièrement marquée durant la dernière décennie et qui s'est manifestée surtout à l'hiver. Les résultats démontrent également que les Sallumiut composent régulièrement avec des vents violents, parfois de force Ouragan. Le village est cependant bien protégé par les flancs de la vallée, étant proie à moins d'épisodes que le sommet des plateaux avoisinants. Puisque ces événements ont eu des répercussions importantes et que les projections climatiques pour l'Arctique prévoient une augmentation de ces derniers, il est impératif d'assurer un suivi climatique rigoureux.

Thèse ou mémoire avec insertion d'articles / L'Arctique se réchauffe rapidement, et les lacs de ces régions sont typiquement décrits comme étant très sensibles aux variations environnementales. Cependant, les données physicochimiques sous forme de profils ou de séries temporelles sont rares, en particulier dans les régions les plus nordiques, et peu d'attention a été accordée à la période sous glace. Cette thèse se compose de trois chapitres visant à mieux comprendre la dynamique des lacs de l'Arctique face aux changements climatiques, en se penchant sur la dynamique de l'oxygène et les processus biogéochimiques impliqués. Le premier chapitre se penche sur quatre lacs côtiers de l'île d'Ellesmere. Des profils physicochimiques ont été mesurés dans ces lacs avant la fonte printanière sur trois années consécutives. Malgré leur proximité géographique, ces lacs présentaient des différences majeures en termes de propriétés limnologiques. Les lacs moins profonds, et situés plus proches de l'océan étaient pauvres en oxygène, tandis que les lacs plus profonds et plus éloignés étaient mieux oxygénés. En association avec la déplétion en oxygène dans les lacs peu profonds, des gradients verticaux prononcés en ions, métaux et éléments nutritifs ont été observés, indiquant des processus microbiens anaérobies importants. Ces résultats suggéraient que les caractéristiques biogéochimiques étaient davantage influencées par la morphologie du lac que par leur position le long du gradient océan-intérieur. Le deuxième chapitre est une revue systématique des connaissances sur la dynamique de l'oxygène dissous dans les lacs arctiques. Des données de 167 sites sur 76 ans, incluant 40 sites avec des séries temporelles ont été recueillies pour réaliser une méta-analyse. Les résultats ont montré que les lacs peu profonds situés au sud du gradient latitudinal étaient plus susceptibles d'avoir des concentrations d'oxygène faibles, et que les lacs méromictiques étaient situés vers le nord du gradient. Un modèle conceptuel a été développé pour expliquer les mécanismes derrière les variations de la dynamique d'oxygène en réponse aux pressions climatiques. Cette étude met en évidence la nécessité d'une surveillance continue de l'oxygène dissous dans les lacs arctiques, et suggère des efforts de modélisation pour mieux comprendre les répercussions des changements climatiques. Le troisième chapitre se penche sur la dynamique de l'oxygène et de la température dans un lac du Haut-Arctique sur trois cycles annuels complets. Les variations interannuelles ont révélé que ce lac est sensible aux changements de nature climatiques. Les étés plus chauds ont entraîné des concentrations d'oxygène élevées dans les eaux libres de glace et une stratification thermique, tandis que l'été le plus froid a provoqué une anoxie persistante dans les eaux de fond. Ces résultats indiquent que de légères variations climatiques peuvent entraîner des trajectoires différentes pour les lacs de l'Extrême-Arctique, avec des conséquences majeures pour les processus biogéochimiques. Cela souligne également l'importance de ces écosystèmes en tant qu'indicateurs des changements environnementaux globaux. Dans son ensemble, cette thèse montre que les lacs du Haut-Arctique sont sensibles aux changements climatiques et souligne l'importance de surveiller de près ces écosystèmes en transition. Ce projet fournit également des recommandations pour de futures études et met en évidence la nécessité de mieux comprendre les processus limnologiques dans l'Arctique pour prédire les répercussions des changements climatiques. / The Arctic is warming rapidly, and lakes in these regions are typically very sensitive to environmental variations. However, physicochemical data in the form of profiles or time series are rare, particularly in the northernmost regions, and little attention has been paid to the ice-covered period. This thesis consists of three chapters aiming for a better understanding of the dynamics of Arctic lakes in the face of climate change, with a focus on oxygen dynamics and the biogeochemical processes involved. In the first chapter, we studied four coastal lakes on Ellesmere Island. Physicochemical profiles were measured in these lakes before spring melt over three consecutive years. Despite their proximity to each other, these lakes presented major differences in terms of limnological properties. Shallower lakes located closer to the ocean were oxygen depleted, while deeper and more inland lakes were well oxygenated. In association with oxygen depletion in shallow lakes, pronounced vertical gradients in ions, metals and nutrients were observed, indicating significant anaerobic microbial processes. These results suggested that biogeochemical characteristics were more influenced by lake morphology than by their position along the ocean-inland gradient. The second chapter is a systematic review of knowledge about oxygen dynamics in Arctic lakes. Data from 167 sites over 76 years, including 40 sites with time series, were collected to perform a meta-analysis. The results showed that shallow lakes located south of the latitudinal gradient were more likely to have low oxygen concentrations, and that meromictic lakes were located toward the north of the gradient. A conceptual model was developed to explain the mechanisms behind variations in oxygen dynamics in response to climatic pressures. This study highlights the need for continued monitoring of dissolved oxygen in Arctic lakes, and suggests modelling efforts to better understand the impacts of climate change. The third chapter looks at the dynamics of oxygen and temperature in a High Arctic lake over three complete annual cycles. Interannual variations revealed that this lake is sensitive to climatic variables. Warmer summers led to elevated oxygen concentrations in ice-free waters and thermal stratification, while the colder summer caused persistent anoxia in bottom waters. These results indicate that small climatic variations can lead to different trajectories for High Arctic lakes, with major consequences for biogeochemical processes. They also highlight the importance of these ecosystems as indicators of global environmental changes. This thesis shows that High Arctic lakes are sensitive to climate change and highlights the importance of closely monitoring these transitioning ecosystems. This project also provides recommendations for future studies and highlights the need to better understand limnological processes in the Arctic to predict the impacts of climate change.

Résumé : Les résultats alarmants du Groupe d’Experts Intergouvernemental sur l’Évolution du Climat (GIEC) et la tenue des sommets chaque année sur le réchauffement climatique poussent de nombreux pays à prendre la chose au sérieux (notre-planète.info, 2015). C’est ainsi que le Mali, pays enclavé et importateur net de produits pétroliers, cherche des moyens non seulement pour emboiter le pas à la communauté internationale sur la protection de l’environnement mais aussi à mieux gérer sa politique énergétique. Cette volonté repose sur le développement des biocarburants grâce au jatropha qui se cultive aussi bien sur des sols semi-arides que fertiles. Depuis plusieurs décennies les biocarburants font l’objet de recherches. Certaines études permettent de conclure que leur utilisation réduirait les émissions de GES tandis que d’autres vont plus loin au-delà du cadre écologique et trouvent que c’est une source de rentabilité économique. Pour mieux illustrer ses effets, nous avons utilisé un modèle d’équilibre général calculable dynamique (MEGCD) qui permet de voir les interactions des variables structurelles de l’économie malienne sur une durée de 4 ans. Les résultats montrent qu’une politique protectionniste du secteur des biocarburants jumelée à une politique d’exploitation accrue du jatropha à partir des terres non occupées au Mali, génèrent plus d’activité dans le pays et permet de réduire les importations de carburant. De même, la croissance dans le secteur de l’énergie permet d’augmenter la production en électricité dans le pays. / Abstract : The alarming results of the Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) and the summits annually on global warming are pushing many countries to take it seriously (notre-planète.info, 2015). In this way Mali, landlocked and importing country of fuel, take measure to join in international community on protection of environment also to manage better his energetic policy. This determination is based on the development of biofuels through jatropha which both grown on semi-arid soils fertile. Many searchers are worked on the advantages and disadvantages to Jatropha compared to diesel and fund that his useful reduced greenhouse gas emission while others go further beyond the ecological environment and find it a source of economic profitability. We use a dynamic calculable general equilibrium model (DCGEM) to illustrate relations between all structural variables of economy Malian on four years. We find that a biofuel protectionist policy combined with an increased operating policy jatropha from idle land in Mali, generate more activity and reduces fuel imports. Similarly, growth in the energy sector can increase electricity production in the country.

Dans un contexte de changements globaux, la fonction de "puits" de carbone (C) des tourbières est susceptible de basculer vers une fonction "source", en libérant dans l'atmosphère de grandes quantités de C initialement stockées dans la tourbe. Cette thèse vise à caractériser et quantifier, à différents niveaux d'organisation, i) l'impact d'un réchauffement climatique sur le fonctionnement biogéochimique (C-N-S) d'une tourbière à Sphaignes et ii) l'impact de la restauration d'une tourbière abandonnée après exploitation sur les interactions entre les plantes recolonisatrices (Eriophorum angustifolium), la macrofaune (Lumbricus rubellus) et les microorganismes potentiellement impliqués dans la régénération du processus de tourbification. Le fonctionnement de la tourbière et les interactions biotiques ont été étudiées par couplage des cycles C-N-S et traçage isotopique 13C-15N-34S. Une augmentation modérée de + 1°C simulée par "Open Top Chambers" (OTCs) diminue significativement les flux de C à l'échelle de l'écosystème, la production primaire des Sphaignes et le compartiment microbien étant les plus affectés. A l'échelle des communautés, l'activité des bactéries anaérobies, des champignons et des protozoaires (estimée par SIP 13C-PLFAs) est significativement ralentie. Nous avons montré qu'un organisme ingénieur comme le ver de terre L. rubellus jouait un rôle positif dans le recyclage de la matière organique en fournissant indirectement des éléments (C > N > S) à la plante. Ces transferts seraient dépendants des traits fonctionnels de l'organisme. A l'échelle de l'individu, nous avons caractérisé par approche NanoSIMS, les transferts "anticorrélés" N-S ver de terre --> tourbe.

Dans un contexte de réchauffement climatique, la fonction puits de carbone des tourbières à sphaignes est susceptible d’être altérée en raison d’une modification des interactions sphaignes-microorganismes, responsables de l’accumulation de carbone. L’objectif de cette thèse a été (1) d’identifier les interactions chimiques entre les polyphénols des sphaignes et les communautés microbiennes des sphaignes et (2) d’évaluer l’impact du réchauffement climatique sur ces relations.Un dispositif expérimental (Open Top Chambers) simulant in situ une hausse modérée des températures (+ 1°C) a été installé sur la tourbière de Frasne (25). La hausse des températures a provoqué une modification du réseau alimentaire microbien avec l’augmentation de la biomasse des bactéries et une baisse importante (-70%) de la biomasse des prédateurs (amibes à thèque). Le réchauffement climatique a également induit une baisse de la production de polyphénols, diminuant ainsi leur effet inhibiteur sur les microorganismes. En parallèle à cette baisse, une hausse des activités enzymatiques phénoloxydases a également été enregistrée. Le réchauffement a ainsi modifié les relations polyphénols – phénoloxydases, deux éléments essentiels du cycle du carbone des tourbières.Les différents changements induits par le réchauffement climatique (polyphénols, phénoloxydases, réseau trophique microbien) ont aussi conduit à une modification des relations « sphaignes-microorganismes » via une accélération potentielle du recyclage des nutriments, ce qui pourrait influencer sur le long terme le fonctionnement de l’écosystème tourbière. / Carbon stocks of Sphagnum-peatlands are likely to be altered by climate warming due to important changes in “Sphagnum-microorganisms” relationships which are responsible for carbon sequestration. The objectives of the thesis are (1) to identify the chemical interactions between Sphagnum-polyphenols and Sphagnum associated microbial communities and (2) to understand the impact of warming on these relationships.An experimental design using Open-Top-Chambers (OTC) was used to simulate an increase of air temperatures (+1°C) on a peatland situated in Jura Mountains (Frasne, 25). Temperature increase induced a modification of the microbial food web with an increase of the biomass of bacteria and a strong decrease of the biomass of top-predators (-70%), i.e. testate amoebae. Warming also induced a decrease of Sphagnum-polyphenols, diminishing their inhibitory effect on microbial communities. In parallel, an increase of phenoloxidase enzymatic activities was recorded in OTC. Climate warming thus modified polyphenol-phenoloxidase interplay, two crucial components of carbon cycle in peatlands. Warming effects on the different components – i.e. polyphenols, phenoloxidases, microbial food web – induced a modification of Sphagnum-microbial communities interplay, favoring carbon and nutrient recycling, which could alter peatland functioning in long-term.

Les activités humaines menacent gravement la biodiversité. Sous le terme de changements globaux, la sur-exploitation des populations et la destruction/dégradation des habitats arrivent en tête de liste des facteurs responsables de l’érosion de la biodiversité. Le changement climatique gagne en magnitude et ajoute une pression supplémentaire sur les espèces. En réponse à l’augmentation des températures du globe, les communautés se réorganisent suite au déplacement de la distribution géographique des espèces vers les pôles. Mais l’accumulation des pressions anthropiques est susceptible de produire des effets d’interaction limitant l’ajustement des communautés au réchauffement climatique. Dans ce contexte critique, la biologie de la conservation a pour but de concilier les activités humaines avec la conservation de la biodiversité. Dans cette thèse j’ai cherché à comprendre comment l’accumulation des pressions anthropiques peut limiter l’ajustement des communautés au réchauffement climatique et à identifier les solutions qui pourraient être mises en place pour faciliter leur adaptation à ce réchauffement. J’ai pris pour modèle d’étude les espèces d’oiseaux d’eau hivernants dans les pays du bassin méditerranéen. Ces espèces emblématiques bénéficient d’un dénombrement international destiné à suivre leurs populations en réponse aux prélèvements par la chasse et à la dégradation des zones humides dont elles dépendent. La Méditerranée est une région fortement anthropisée où l’utilisation des ressources naturelles exerce d’importantes pressions sur les zones humides et leur biodiversité. En réponse, les pays ont différentes stratégies pour protéger ces écosystèmes, ce qui fait de cette région un plan expérimental intéressant pour mesurer l’impact dans changements globaux sur l’assemblage des espèces en fonction des mesures de conservation mises en oeuvre. En étudiant la réponse des communautés au réchauffement climatique sous un gradient de perte/dégradation d’habitat, je montre que l’ajustement des communautés est réduit, voire empêché, par la dégradation des zones humides. La Convention Ramsar vise justement à protéger les zones humides et leur biodiversité en maintenant une exploitation raisonnée des ressources naturelles. En évaluant l’effet de cette convention, je montre que son efficacité à conserver les populations d’oiseaux est dépendante de l’implémentation d’autres outils de protection, mais que son rôle est crucial dans les pays où la législation environnementale est faible. Enfin, j’évalue la capacité des conventions internationales à faciliter l’ajustement des communautés au réchauffement climatique grâce à la réduction des pressions qui s’exercent sur les populations. J’ai comparé la réponse des communautés entre les pays ayant ratifié la Convention de Berne, ceux ayant engagé son application strictement réglementaire sous la Directive Oiseaux (Union Européenne) et ceux n’ayant pas ratifié ces conventions. Le résultat est clair, plus la réglementation est précise et strictement réglementaire, plus les communautés et les espèces strictement protégées s’ajustent à l’augmentation des températures.En conclusion, les activités humaines sont une menace pour la biodiversité, mais les mesures de conservation, en réduisant les pressions sur les populations facilitent leur adaptation au changement climatique. La conservation des oiseaux d’eau nécessite une collaboration internationale et l’établissement de lois strictement réglementaires protégeant les zones humides et les espèces, tout en assurant une utilisation durable des ressources. / Human activities seriously threaten biodiversity. In terms of global changes, overexploitation of populations and habitat destruction/degradation are at the top of the list of factors responsible for biodiversity loss. Climate change is increasing in magnitude and adding additional pressure on species. In response to the increase in global temperatures, communities are changing as a result of the shift in the geographical distribution of species towards the poles. But the accumulation of anthropogenic pressures is likely to produce interaction effects that limit community adjustment to global warming. In this critical context, conservation biology aims to reconcile human activities with biodiversity conservation. In this thesis I have investigate how the accumulation of anthropogenic pressures can limit the adjustment of communities to global warming and to identify solutions that could be put in place to facilitate their adaptation to this warming. I have used the wintering waterbird species in the countries of the Mediterranean basin as a model for my study. These iconic species benefit from an international census to monitor their populations in response to hunting and the degradation of the wetlands on which they depend. The Mediterranean is a highly anthropized region where the use of natural resources exerts significant pressures on wetlands and their biodiversity. In response, countries have different strategies to protect these ecosystems, making this region an interesting experimental plan to measure the impact in global changes on species assemblage based on conservation measures implemented. By studying the response of communities to global warming under a gradient of habitat loss/degradation, I show that community adjustment is reduced or even prevented by wetland degradation. The Ramsar Convention aims to protect wetlands and their biodiversity by maintaining a rational use of natural resources. In assessing the effect of this convention, I show that its effectiveness in conserving bird populations depends on the implementation of other protection tools, but that its role is crucial in countries where environmental legislation is weak. Finally, I assess the capacity of international conventions to facilitate community adjustment to global warming by reducing population pressures. I compared the communities' response between countries that have ratified the Bern Convention, those that have started its strictly regulatory application under the Birds Directive (European Union) and those that have not ratified these conventions. The result is clear, the more precise and strictly regulatory the regulations, the more communities and strictly protected species adjust to the increase in temperatures.In conclusion, human activities are a threat to biodiversity, but conservation measures, by reducing pressures on populations, facilitate their adaptation to climate change. Waterbird conservation requires international collaboration and the establishment of strictly regulatory laws to protect wetlands and species, while ensuring sustainable use of resources.

Il est communément admis que le réchauffement climatique aura des conséquencesimportantes sur de nombreux vignobles à travers le monde, avec des impacts sur la productionviticole, sur la qualité du raisin et donc sur la qualité des vins. A Bordeaux et dans d’autresrégions, le réchauffement est en partie la cause d’une modification de la composition chimiquedes raisins récoltés en conditions de maturité excessive. Les vins issus de leurs vinificationssont plus riches en alcool, moins acides et marqués par des caractéristiques aromatiquesrappelant des vins élaborés sous des latitudes plus chaudes et sèches.Dans ce contexte, le réchauffement climatique impliquera des enjeux économiques importantsdans la consommation du vin, et il peut être utile de connaître la capacité des consommateurs àaccepter durablement ces vins. L’objectif de cette thèse est à la fois prospectif par rapport auréchauffement climatique et de ses conséquences sur la qualité des vins et à la fois actuel parrapport à l’adéquation durable entre l’offre et la demande.La méthode d’analyse est celle d’un marché expérimental couplé à une analyse sensorielle. Lesexpériences avec des consommateurs ont montré les influences des caractéristiques des vins duréchauffement climatique sur les préférences des consommateurs et la valorisation des vins surle marché́. Enfin les résultats montrent que les consommateurs ont des valorisationsdifférenciées pour les procédés oenologiques ayant pour objectif de corriger les effets négatifsdu réchauffement climatique. / It’s commonly accepted that global warming will have important consequences formany vineyards throughout the world, with impacts on wine production, on grape quality andtherefore on wines quality. In Bordeaux and other regions, warming is partly the cause of achange in the chemical composition of the grapes harvested under conditions of excessivematurity. The wines resulting from their vinification are richer in alcohol, less acidic andmarked by aromatic characteristics reminiscent wines produced in warmer and dryer latitudes.In this context, global warming will involve important economic stakes in wine consumption,and it may be useful to know the capacity of consumers to accept these wines durably. Theobjective of this thesis work is both forward-looking in relation to global warming and itsconsequences on wines quality and at the same time on the sustainable match between supplyand demand.The analysis methodology is an experimental market coupled with a sensory analysis.Experiences with consumers showed the influence of the characteristics of global warmingwines on consumer’s preferences and the wines valorisation on the market. Finally, the resultsshow that consumers have differentiated valorizations for oenological processes aimed atcorrecting the negative effects of global warming.

Les écosystèmes marins côtiers sont soumis à des pressions anthropiques et naturelles qui placent les organismes aquatiques dans des situations de multi-stress.Ce travail doctoral avait pour objectif d’évaluer l’impact et de mieux comprendre les mécanismes d’adaptation des premiers stades de vie de moule exposés à deux facteurs environnementaux majeurs : la pollution métallique et l’accroissement des températures des eaux marines côtières. Les effets induits par l’exposition à deux polluants métalliques modèles (Cu et Ag) et à un stress thermique modéré seuls ou en combinaison ont été évalués sur les stades précoces de développement de deux espèces de moule : Mytilus galloprovincialis et Mytilus edulis ainsi que leurs hybrides. Nos résultats montrent une augmentation significative du pourcentage de larves D ma lformées avec l’augmentation de la température. Par ailleurs, l’Ag apparaît significativement plus toxique que le Cu pour les larves. De plus,la toxicité des métaux s’accroit avec l’augmentation de la température. La coexposition aux métaux et à une température modérée augmente les activités enzymatiques antioxydantes de la catalase (CAT), de la superoxyde dismutase (SOD)et de la glutathion-S-transférase (GST) et accroît le contenu cellulaire en métallothionéines et la peroxydation lipidique. A une température plus élevée de 22 °C,une diminution significative des activités des enzymes antioxydantes est observée.Les dommages à l’ADN chez les larves-D de moule M. gallo provincialis ont été évalués à l’aide du test des comètes avec et sans traitement par la Formamidopyrimidine ADN glycosylase. L’exposition aux métaux et/ou à la température aaugmenté de manière significative les lésions de l’ADN sur les larves de moule,avec un effet plus accentué sur les dommages oxydatifs. Il a été montré également que le Cu et l’Ag sont accumulés différentiellement dans les larves en fonction de la température d’exposition. L’étude de l’expression par RT-qPCR de 18 gènes impliqués dans les défenses antioxydantes, la réparation de l’ADN, l’apoptose,la protéolyse, la transcription, les réponses au stress thermique et la détoxification métallique a été conduite chez les larves-D de moule M. galloprovincialis.En cas d’un stress thermique modéré, une tendance à la surexpression des gènes impliqués dans les défenses cellulaires est observée. Toutefois, en cas d’une coexposition métallique et thermique, les voies d’apoptose et d’altération cellulaires sont activées.Un plugin et une macro ont été développés pour le logiciel ImageJ afin d’évaluer et de caractériser le comportement de nage des larves D de M. galloprovincialis.Une augmentation significative de la vitesse maximale des larves-Davec l’augmentation de la température est observée sans que la vitesse moyenne soit affectée. En revanche, l’exposition au Cu et à l’Ag à 22 °C augmente significativement les vitesses moyenne et maximale des larves. En condition contrôle à18 °C, les larves suivent principalement des trajectoires rectilignes (88 %). Avec l’augmentation de la température et/ou l’exposition aux métaux, les trajectoires circulaires augmentent considérablement au détriment des trajectoires rectilignes.Ces modifications de comportement pourraient être liées d’une part à l’induction de malformations mais aussi à la modulation de l’activité neuronale. Ainsi, une augmentation significative de l’activité acétylcholine estérase (AChE) des larves a été observée suite à l’exposition à un gradient de températures et/ou aux métaux.Des larves D viables et normalement développées ont été obtenues par hybridation de M. galloprovincialis et M. edulis. Les larves de M. edulis apparaissent plus sensibles à la température que les larves de M. galloprovincialis. Aucune différence significative de sensibilité n’a été observée entre les moules hybrides et pures quelque soit le métal testé. (...) / Coastal marine ecosystems are subject to anthropogenic and natural pressures that place aquatic organisms in multi-stress situations. The aim of this doctoral work was to assess the impact and better understand the adaptation mechanisms of mussel early life stages exposed to two major environmental factors : metallic pollution and increasing temperatures in coastal marine waters. The effects induced by exposure to two model metal pollutants (Cu and Ag) and moderatethermal stress alone or in combination were evaluated on the early life stages of development of two mussel species : Mytilus galloprovincialis and Mytilus edulisas well as their hybrids. Our results show a significant increase in the percentageof malformed D-larvae with increasing temperature. Moreover, Ag is significantly more toxic than Cu for larvae. In addition, the toxicity of metals increases with increasing temperature. Co-exposure to metals and a moderate temperature increases the antioxidant activity of catalase (CAT), superoxide dismutase (SOD)and glutathione-S-transferase (GST), and increases cellular content of metallothioneinsand lipid peroxidation. At a higher temperature of 22 °C, a significant decrease in the activities of the antioxidant enzymes is observed. DNA damage in M. galloprovincialis larvae was evaluated using the comet assay with and without Formamidopyrimidine DNA glycosylase treatment. Co-exposure to metals and/ortemperature increase significantly increased DNA lesions on mussel larvae, witha more pronounced effect on oxidative damage. It has also been shown that Cuand Ag are accumulated differently in the larvae as a function of the exposure temperature. The study of the gene expression by RT-qPCR of 18 genes involvedin antioxidant defenses, DNA repair, apoptosis, proteolysis, transcription, thermal stress and metal detoxification was conducted in D-larvae of M. galloprovincialis.Under moderate thermal stress, a tendency of over expression of the cell defense pathways is observed. However, in the case of metallic and thermal co-expositions, the pathways of apoptosis and cellular alteration are rather induced. A pluginand macro were developed for the evaluation and characterization of behavior oflarvae of M. galloprovincialis. A significant increase in the maximum speed of D larvaewith increasing temperature is observed without affecting the mean velocity. In contrast, exposure to Cu and Ag at 22 °C significantly increases average and maximum larval speed. Under controlled conditions at 18 °C, larvae mainly follow rectilinear trajectories (88 %). With increasing temperature and/or exposure to metals, circular trajectories increase considerably at the expense of rectilinear trajectories. These changes in behavior may be related to the induction of malformations but also to the modulation of neuronal activity. Thus, a significant increase in the acetylcholinesterase (AChE) activity of the larvae is observed following exposure to a temperature gradient and/or metals. Viable and normally developed D-larvae were obtained by hybridization of M. galloprovincialis and M.edulis. Larvae of M. edulis are more sensitive to temperature than larvae of M. galloprovincialis.No significant sensitivity differences between species are observed whatever the metal used. Moreover, the hybrid larvae from female M. galloprovincialis are more tolerant to the increase of temperature compared to the hybrid larvae issues from rom female of M. edulis.