Les peuplements ichtyologiques des récifs artificiels sont denses et diversifiés, leur étude nécessite la mise au point d'une méthode adaptée, mettant en oeuvre simultanément des observations visuelles et enregistrements vidéo. L'habitat est un facteur clé dans la structure et l'évolution des peuplements ichtyologiques. La majorité des indicateurs utilisés distinguent les peuplements des récifs artificiels (RA) et des récifs coralliens (RC). La comparaison des trois types de RA montre que la complexité de l'habitat intervient sur l'évolution des peuplements ichtyologiques, et interéagit avec les éléments extérieur (recrutements, cyclones Le rôle des RA dans l'attraction ou la production des espèces exploitées dépend de l'écologie des espèces. Pour les espèces sédentaires, il y a une sélection des biotopes lors du recrutement et le taux de survie semble lié à la disponibilité en microhabitats. Les espèces démersales, plus mobiles, semblent se déplacer au cours de la croissance, soit entre RA d'architectures différentes soit entre RA et RC. La répartition spatiale des espèces pélagiques montre une plus forte association aux RA de jour que de nuit

Dans le cadre du thème "Biodiversité et ressources marines" développé par le Laboratoire d'écologie marine de l'Université de La Réunion, une étude sur la colonisation du récif frangeant de la Saline par les post-larves de poissons a été réalisée en utilisant la technique du filet de crête. Le but de ce travail était, de comprendre les mécanismes qui régissent le retour des post-larves dans les populations parentales, de suivre l'installation des nouvelles recrues dans le milieu, puis enfin d'apporter des éléments sur la biologie de ces jeunes poissons en les plaçant dans des conditions d'élevage. Les résultats montrent que la colonisation des platiers a lieu essentiellement du mois d'août au mois de mars, avec deux pics d'abondance et de richesse spécifique au mois d'août-septembre et au mois de février. Un cycle annuel de colonisation apparaît et correspondrait à une période de reproduction plus intense de juin à décembre pour de nombreuses espèces. Les variations de la température de l'eau de mer semblent déclencher ce phénomène de colonisation et les nuits calmes de nouvelle lune seraient les plus favorables à l'arrivée des post-larves sur les récifs. Avec un total de 106 espèces échantillonnées, la colonisation des platiers ne concerne que 40 à 50 % des espèces coralliennes recensées sur l'île. Le flux moyen de post-larves est de 5,2 individus par jour et par mètre linéaire de crête récifale, ce qui correspond à une biomasse de 1,2 kg de post-larves par an, soit 100 à 400 fois moins que sur certains récifs du Pacifique. Les platiers de La Réunion seraient ainsi proches du modèle de "recrutement limitant" basé sur un faible apport larvaire, alors que les ressources et l'habitat seraient toujours en quantité suffisante. La taille standard des poissons au moment de la colonisation est extrêmement variable selon les familles ou les genres et va de 4,5 mm (Monodactylus argenteus) à 142 mm (Aulostomus chinensis), mais elle reste le plus souvent homogène au sein d'une même espèce, montrant ainsi que les poissons colonisent les platiers à un stade de développement bien précis. Les chances de survie de ces post-larves sont de 0,8 à 4,6 %. La prédation serait l'une des principales causes de la diminution rapide de ces poissons durant cette phase critique de colonisation. La densité de jeunes poissons qui recrutent et se répartissent ensuite sur toute la superficie du platier est de 0,04 à 0,22 ind.m-2. Ils sont surtout observés de novembre à mai, soit un décalage d'environ 3 mois par rapport à la période de colonisation. Un total de 50 espèces de poissons juvéniles a pu ainsi être répertorié, principalement dans la zone de platier interne où se développent les colonies coralliennes, mais également dans le chenal d'arrière récif pour certaines espèces. Ces juvéniles installés dans leur nouveau milieu ont, 30 jours après le recrutement, une chance de survie de 33 à 40 %. Certaines espèces comme Naso unicornis migreraient ensuite vers la pente externe après une phase de croissance de 4 à 5 mois sur le platier. L'élevage des post-larves a été réalisé pour 10 espèces parmi les plus abondantes. La quantité de nourriture à base de granulés, distribuée à ces nouvelles recrues peut représenter jusqu'à 20 % du poids du poisson par jour, notamment lorsque les individus sont de petite taille comme Scarus sordidus. Elle se stabilise ensuite pour l'ensemble des espèces étudiées autour de 3 à 4 % de la biomasse par jour. La plupart de ces poissons ont une croissance qui se rapporche du type puissance (paramètre puissance de 1,07 à 3,5) avec un Taux de Croissance Spécifique journalier de 0,9 % (Chromis viridis) à 3,8 % (Monodactylus argenteus) et des Indices de Conversions moyens de 1,1 (Monodactylus argenteus) à 6,1 (Chromis viridis). La survie de ces post-larves et juvéniles en captivité est de 60 à 92 % après 196 jours d'élevage, ce qui montre les capacités d'adaptation importantes des poissons coralliens à ce stade de développement. Le grossissement des post-larves est donc possible et ouvre de nouvelles perspectives dans de nombreux domaines comme la recherche, l'aquaculture, l'aquariologie ou la gestion des milieux naturels.

Dans la première partie de ma thèse, je fournis un programme informatique qui permet aux utilisateurs de déterminer dans quelles circonstances ils doivent mesurer le mouvement des particules. J’explique comment ces mesures peuvent être effectuées et fournissent un programme pour analyser ce type de données. La partie principale de ma thèse comprend des expériences portant sur l'impact de l'exposition répétée au bruit du trafic, la source anthropique la plus courante de bruit dans l'environnement marin, sur les poissons et les invertébrés pendant leur développement. Je démontre qu’une variété de comportements a été touchée par le bruit. J’ai aussi trouvé que le bruit prévisible peut conduire à des impacts différents sur le développement par rapport au bruit imprévisible, mais que certaines espèces de poissons peuvent être en mesure de s'habituer au bruit du trafic, tandis que d'autres non. En outre, je trouve que le développement et la survie des limaces de mer peuvent être impactés négativement par le bruit des bateaux. Les poissons et les invertébrés constituent une source de nourriture vitale pour des millions de personnes et constituent des liens essentiels dans de nombreux réseaux trophiques. L'étude de leur comportement, de développement et de remise en forme peut nous donner un aperçu des impacts de la population et le niveau de bruit de la communauté qui sont pertinents pour la survie des espèces et l'évolution. Le développement de certaines des nouvelles idées et techniques abordées dans cette thèse nous permettra de faire progresser ce domaine vital de la recherche. / As the first part of my thesis, I provide a computer program which allows users to determine under what circumstances they should measure particle motion; I explain how these measurements can be made and provide a program for analysing this type of data. The main part of my thesis comprises experiments investigating the impact of repeated exposure to traffic noise, the most common anthropogenic source of noise in the marine environment, on fishes and invertebrates during development. In all three chapters involving experiments on fish in tanks and in the field, I found that a variety of behaviours were impacted by traffic noise playback. I also found that predictable noise can lead to different impacts on development compared to unpredictable noise, but that some species of fish may be able to habituate to traffic noise, while others suffer lower survival. Further, I found that the development and survival of seahares can be negatively impacted by traffic-noise playback. Fishes and invertebrates provide a vital food source to millions of people and form crucial links in many food webs; studying their behaviour, development and fitness can give us an insight into population and community level impacts of noise that are relevant to species survival and evolution. Developing some of the novel ideas and techniques discussed in this thesis will enable us to advance this vital area of research.

Les récifs coralliens sont des écosystèmes très productifs. Lieu de stockage, transformation, et production de matière, les sédiments pourraient également jouer un rôle dans le fonctionnement du récif. L'objectif était d'évaluer ce rôle dans le transfert de matière et d'énergie du récif de La Saline (île de la Réunion). Trois axes de recherches ont été développés : la caractérisation de la zone via des analyses physicochimiques, l'étude du métabolisme des sédiments (production et statut trophique), et, de la composante biologique, macrofaune et mégafaune (holothuries). Les mesures physicochimiques ont montré un état de perturbation limité, même si localement, des enrichissements par les eaux douces en éléments nutritifs sont bien réels (arrière-récifs de Planch'Alizé et Grand Trou d'Eau). Á l'échelle du récif (9 stations, 2 saisons), les sédiments sont hétérotrophes (production nette = 31.6, respiration R = 109.6, production brute Pg = 77.9 mmolC m-2 j-1 et Pg/R = 0.7). La macrofaune ne constitue pas un groupe important dans le réseau trophique (134 taxons, avec en moyenne, 32.86 individus 0.2 m-2 et 0.059 gPS 0.2m-2). Par comparaison, les biomasses des populations de Holothuria atra et H. leucospilota, atteignent 7.92 gPS m-2. L'hétérogénéité spatiale du métabolisme des stations est en accord avec des caractéristiques physicochimiques du milieu reflétant la double influence océan - terre (enrichissement par eaux douces). Les stations les plus productives et hétérotrophes se situent dans l'arrière-récif où l'influence océanique est minime. La macrofaune est sous l'influence du facteur hydrodynamisme alors que les holothuries se développent dans les zones très productives. Le compartiment sédimentaire joue donc un rôle essentiel de filtre pour la matière organique importée. Ce fonctionnement est influencé par l'hydrodynamisme qui conditionne les pertes de matière et d'énergie. Ces pertes sont limitées par l'action des holothuries (forte densité 3 ind m-2) qui stockent la matière organique sous forme de biomasse, et stimulent probablement la production locale (excrétion et bioturbation). En conclusion, à l'échelle de l'écosystème, les sédiments assurent un recyclage essentiel, fonction renforcée par les holothuries qui limitent les pertes de matière et d'énergie dues à l'hydrodynamisme.

La dissolution biogénique réalisée par les microperforants constitue une des principales forces de destruction des récifs coralliens. Ce processus, stimulé par certains facteurs du changement global comme l'acidification, est encore peu connu et donc mal intégré dans les modèles de prédiction du devenir des récifs. Pour mieux comprendre ce processus et sa dynamique temporelle, des blocs de squelette corallien ont été exposés, sur un récif en Nouvelle-Calédonie, aux microperforants entre 1 et 12 mois et au cours de six séries temporelles; trois commençant en été et trois en hiver. Ainsi, les taux de dissolution biogénique ainsi que la diversité et l'abondance des microperforants ont été déterminés. En parallèle, un suivi de paramètres externes, abiotiques et biotiques, a été réalisé. Cette étude a mis en avant i/ trois étapes dans le processus de dissolution biogénique, décrites par un modèle logistique de croissance, contrôlées par les espèces microperforantes et par l'intensité du broutage ; ii/ les interactions entre les paramètres externes et la dynamique des successions de communautés microperforantes décrites dans un modèle conceptuel ; iii/ l'influence de paramètres externes sur la dynamique temporelle de la dissolution biogénique. Ainsi, Ostreobium quekettii, l'agent le plus actif dans la dissolution biogénique, est recruté plus rapidement et la dissolution biogénique augmente lorsque les squelettes sont exposés à des températures plus élevées ou soumis à une augmentation des nutriments. Ces résultats suggéreraient, dans le contexte du changement global, une accélération de la dissolution biogénique fragilisant d'autant plus les récifs coralliens. / Biogenic dissolution of carbonates due to microborers is one of the main destructive forces in coral reefs. Unfortunately this biogeochemical process received low attention and thus is considered as negligible by prediction models of coral reefs future while this process seems to be stimulated by global change factors such as acidification. In this context, dead coral skeletons were exposed, on a reef in New Caledonia, to microborers for six temporal series from 1 to 12 months of exposure (three started in summer and three in winter). Study of coral blocks allowed to determine together biogenic dissolution rates, the diversity and the abundance of microborers. In parallel, external biotic and abiotic parameters were recorded monthly and/or continuously. This experiment highlighted for the first time; I/ three steps in the temporal dynamics of the biogenic dissolution, described by a growth logistic models, driven by microborer communities and grazing intensity; II/ The interactions between microboring community successions and external parameters described by a conceptual model; III/ the influence of external parameters on the dynamic of biogenic dissolution. Thus, results showed an early installation of Ostreobium quekettii, the main agent of the biogenic dissolution and an increase of this process due to higher seawater temperature or nutrients. This suggests, in the context of global change, an acceleration of the biogenic dissolution weakening even more coral reef ecosystems.

En défléchissant la Terre, la topographie dynamique module l'extension des zones inondées dans les régions où l'altitude est proche du niveau marin. Ce phénomène contribue ainsi à modifier la paléogéographie à grande échelle et ont un impact sur les sphères externes (atmo-, hydro- et bio-sphère) en altérant notamment les circulations atmosphériques et océaniques. Ces travaux de thèse, qui s’appuient sur une approche interdisciplinaire, illustrent la chaîne de connections entre dynamique mantellique et climat à travers l'étude de l'évolution Quaternaire du Continent Maritime. Le caractère insulaire de la région et la présence de mers peu profondes comme la mer de Java, permettent des modifications rapides de la répartition terre-océan à grande échelle, et en font un cas idéal pour étudier les connections entre géodynamique et climat. D’autre part, la dynamique mantellique, excitée par les nombreuses subductions, y est très active et contribue à déformer la surface et la dynamique climatique régionale est étroitement associée à la géographie particulière de l’archipel Indonésien.Les changements paléogéographiques sont d'abord révélés par la cartographie des morphologies côtières. Celle-ci souligne la répartition contrastée de la déformation Quaternaire en soulignant le soulèvement général de la région centrale (Wallacea), alors que les deux plateformes continentales localisées à l'Ouest et au Sud-Est subsident. L'utilisation combinée des observations et de la modélisation de la croissance des récifs coralliens est utilisée afin de quantifier la vitesse verticale de déformation. Notre méthode est basée sur la comparaison entre la morphologie des récifs observés sur la plateforme de la Sonde, à l'ouest de l'Asie du Sud-Est, et les morphologies récifales issues des simulations numériques et permet une quantification inédite de la vitesse de subsidence de la plateforme. Les résultats suggèrent que la Sonde était émergée de manière permanente avant 400 000 ans, formant une masse continentale entre les îles de l'Ouest Indonésien et le continent asiatique. Les causes de ces changements paléogéographiques sont appréhendées à l'aide de la modélisation mécanique de la géodynamique. Un modèle numérique en trois dimensions d'une zone de subduction a été utilisé afin de d'explorer les causes dynamiques de la déformation. L'analyse des simulations permet de décrire l'évolution spatio-temporelle de la déformation à l'aplomb d'une zone de subduction, lors d'une perturbation provoquée par l'arrivée dans la fosse d'un bloc continental ou d'un plateau océanique, un cas simplifié similaire à l'Asie du Sud-Est. Les résultats montrent que lors d'un épisode de collision, l'initiation d'une déchirure dans la plaque en subduction générée par l'entrée dans la fosse de matériel peu dense entraîne une modification de l'écoulement mantellique. Cette modification provoque un épisode de subsidence dynamique qui fait suite à un épisode de surrection provoquée par la collision. Les vitesses de déformations calculées ont un ordre de grandeur comparable aux vitesses de déformations enregistrées et modélisées à l'échelle régionale. Les conséquences des changements paléogéographiques sont appréhendées à l'aide d'un modèle du climat IPSL-CM5A2. Les résultats montrent que la présence d'une plateforme de la Sonde émergée provoque une augmentation saisonnière des précipitations sur le Continent Maritime. Cette augmentation est engendrée par une intensification de la convergence à l'échelle régionale contrôlée par le chauffage radiatif des surfaces continentales exposées. L'exposition de la plateforme de la Sonde engendre également une modification du transport dans le détroit de Makassar avec un impact local sur la salinité et les températures de surface de l'océan. Nos analyses montrent par ailleurs que l'augmentation de la saisonnalité des précipitations est indépendante de la paramétrisation de la convection et des nuages dans le modèle. / Dynamic topography modulates the extension of inundated areas, at places where elevation is near sea level, by deflecting the surface of the Earth. This phenomenon produces large-scale paleogeography changes, which in turn modify external spheres (atmo-, hydro- and biosphere) by subsequent alteration of atmospheric and oceanic circulations and biodiversity. This inter-disciplinary work illustrates the connection string between Earth mantle dynamics and climate through the study of Quaternary evolution of South East Asia. The insularity of the region and the presence of low bathymetry seas, as the Java sea, enable fast and efficient modifications of land-sea mask and make it an ideal case for studying the connection between geodynamics and climate. Mantle flow, excited by the numerous subduction zones, is vigorously stirred and contributes to surface deformation. In this region, climate dynamics is also tightly related to the peculiar geography of the Indonesian archipelago. Paleogeographic changes are first revealed by coastal morphologies. They show the contrasted pattern of large-scale Quaternary deformation that underlines general uplift within the central-eastern part of the region, namely Wallacea, whereas the continental shelves, to the West and Southeast, are more likely subsiding. The combination of field observations with numerical modeling of coral reef growth is used to quantify vertical deformation. Our method is based on reef morphology (terrace number, depth, modern reef length) that we observed on the Sunda shelf (Western South East Asia) and reef morphologies obtained by numerical modeling, and enable an original quantification of subsidence rates of the platform. The results imply that Sundaland region was entirely and permanently emerged before 400 000 yr and formed at this time a unique continental mass between West Indonesian islands and continental Asia. The causes of paleogeographic changes are explored using modeling of regional geodynamics. A three-dimension subduction numerical model was devised to simulate the dynamical origin of deformation. This model analysis enables us to describe the spatio-temporal evolution of the deformation above a subduction zone in case of perturbation induced by the arrival at the trench of a continental block or oceanic plateau, a simplified case that is similar to SE Asia. Our results show that during a collisional episode, slab tearing generated by the arrival of light material unable to subduct is responsible for changes in mantle convection. Those changes are responsible for dynamic subsidence that followed an uplift event related to the first stages of collision. Inferred deformation rates have an range of magnitude similar to both measured and modeled rates at regional scale. The consequences of paleogeographic changes are studied using general circulation model simulations. Results show that the presence of an emerged Sunda shelf leads to a seasonal increase in precipitation over the Maritime Continent. This increase is related to seasonal increase in large-scale convergence induced by thermal heating of exposed land surfaces, a situation that, as we show, occurred before 400 ka. Sunda shelf exposure is also responsible for changes in horizontal water transport within the Makassar strait that modify sea surface salinities and temperatures at local scale. Our analysis further shows that increased precipitation seasonality is independent on model convection and cloud parameterization

Les requins forment un des groupes de prédateurs les plus diversifiés, jouant des rôles importants au sein des écosystèmes marins. Ils forment également l’un des groupes les plus menacés car vulnérables aux pressions anthropiques du fait de leurs traits de vie particuliers. Malgré l’importance des ressources déployées pour le suivi des populations de requins, 41% des 482 espèces recensées dans la Liste Rouge de l’UICN n’ont pas de statut de conservation par manque de données. Il devient donc primordial d’améliorer les connaissances sur ces espèces afin de les protéger et enrayer leur déclin. Il s’agit notamment de mieux caractériser la présence, la structure et la connectivité des populations de requins pour mieux définir leur statut UICN, les zones prioritaires de gestion et optimiser les efforts de conservation mis en place. Cette thèse s’appuie sur l’émergence de nouvelles technologies pour combler les lacunes de connaissances sur les requins des récifs coralliens tropicaux et proposer des actions de gestion. D’une part, une méthode d’analyse des communautés de requins par collecte et séquençage d’ADN présent dans l’environnement (métabarcoding d’ADN environnemental ; ADNe) a été développée au cours de cette thèse, puis mise en parallèle avec des suivis exhaustifs par des méthodes traditionnelles d’étude des populations de requins. Cette approche rapide et non-invasive a permis d’identifier 21 espèces de requins dans les eaux de deux domaines biogéographiques distincts (Caraïbes et Nouvelle-Calédonie). De plus, les patrons de diversité et d’abondance des fragments d’ADNe détectés coïncident avec les gradients de pression anthropique et les niveaux de protection des zones échantillonnées. L’analyse de 22 échantillons d’ADNe dans l’archipel de la Nouvelle-Calédonie a permis de déceler la présence de plus d’espèces que par 2 758 plongées scientifiques réparties sur presque 30 ans et 385 caméras appâtées déployées pendant deux ans, et ce, à la fois proche de l’homme et dans les récifs éloignés. D’autre part, la structure et connectivité des populations d’une espèce plus commune, Carcharhinus amblyrhynchos, ont été caractérisées par une approche de génomique du paysage. Cette thèse s’appuie sur un échantillonnage génétique conséquent en Nouvelle-Calédonie et dans plusieurs autres sites de l’Indo-Pacifique (515 requins). Une approche d’isolement par la résistance via la théorie des circuits a été développée afin de caractériser les paramètres influençant la dispersion de cette espèce. Ainsi, il a été montré que les zones de forte bathymétrie constituent une forte barrière à la dispersion tandis que la proximité à l’habitat récifal en est un facilitateur. La modélisation de la différenciation génétique à haute résolution et à l’échelle de l’aire de répartition de cette espèce (Indo-Pacifique) a permis de définir des unités de conservation hiérarchiques et un nombre important de sites isolés. Enfin, une approche intégrant le déclin des abondances dans les zones anthropisées a montré une fragmentation des populations de C. amblyrhynchos et a permis d’identifier certains récifs éloignés de l’homme comme refuges mais aussi sources pour un repeuplement éventuel des récifs où les populations sont menacées. Cette thèse démontre ainsi le potentiel de l’analyse de l’ADNe pour dévoiler la présence d’espèces rares et furtives telles que les requins, donnant espoir pour combler les lacunes dans leurs statuts de conservation UICN. Elle révèle également la persistance des populations résiduelles en milieu anthropisé, qui pourraient éventuellement montrer des altérations comportementales comme l’utilisation d’habitats plus profonds ou une nocturnalité plus importante. Elle décrit enfin non seulement la structure fine à grande échelle des populations d’une espèce quasi-menacée, mais identifie également des unités de conservation et des zones prioritaires à protéger pour une spatialisation des mesures de gestion à différentes échelles. / Sharks represent one of the most diverse groups of predators, playing important functional roles in coastal and oceanic ecosystems. They are also one of the most threatened groups because of their vulnerability to anthropogenic pressures due to their particular life history traits. Shark populations are therefore collapsing with drastic decrease in abundance in all marine ecosystems. Even relatively common species are near- threatened. Despite the deployment of important resources for shark population assessments, 41% of the 482 shark species on the International Union for Conservation of Nature (IUCN) Red List of Threatened Species lack a conservation status due to data deficiency. Improving our knowledge on such species is thus crucial for efficient protection to slow down their decline. More particularly, there is a necessity for a better characterization of presence, structure and connectivity of shark populations to define their conservation status, prioritize spatial management and optimize conservation efforts. This thesis relies on the emergence of new technologies to fill knowledge gaps on tropical coral reef sharks and to suggest conservation measures for better management. First, a method to survey shark communities has been developed during this thesis, based on the collection and sequencing of DNA present in the environment (environmental DNA metabarcoding; eDNA). Then, this method has been compared to exhaustive surveys of reef shark communities with traditional methods. This quick and non-invasive approach detected at least 21 shark species in waters of two distinct biogeographical areas (Caribbean and New Caledonia). Moreover, diversity and abundance patterns of DNA reads match with anthropogenic impact gradients and protected status of the sampled areas. The analysis of 22 eDNA samples detected more species in both remote reefs and impacted areas of the New Caledonian archipelago than 2758 scientific dives conducted during nearly 30 years and 385 baited remote underwater videos deployed over two years. Then, population structure and connectivity of a more common reef shark species, Carcharhinus amblyrhynchos, have been characterized using a seascape genomics approach. This thesis is based on a substantial genetic sampling in the archipelago of New Caledonia but also in several other sites in the Indo-Pacific (515 sharks in total). An isolation-by-resistance approach using circuit theory has been developed to explore what parameters are driving the genetic differentiation of C. amblyrhynchos. Here I show that deep oceanic areas act as strong barriers and proximity to habitat is a facilitator for dispersal. High-resolution modelling of genetic differentiation at the entire distribution range of the species (Indo-Pacific) led to the definition of hierarchical conservation units and a high number of isolated sites. Then, an approach taking into account the decline of abundance in impacted reefs showed an important fragmentation of shark populations and allowed the identification of remote reefs as refuges but also sources through dispersal towards impacted areas, insuring population persistence at a regional scale. This thesis demonstrates the potential of eDNA analysis for unveiling the presence of rare and elusive species such as sharks and for filling knowledge gaps in the conservation status of sharks. It also reveals the persistence of residual populations in impacted areas, that could show behavioral alterations like shifts in habitat use towards deeper waters or increased nocturnality. Finally, this thesis not only describes the population structure of a near-threatened species at high resolution and global scale, but also identifies conservation units and areas of high conservation priority that could help in the near future for the spatialization of marine management at multiple scales.

La dispersion des poissons des récifs coralliens dépend, pour une large part, de l'existence de larves pélagiques qui peuvent être transportées au sein des courants marins loin de la population source. De l'efficacité de ce transport dépendra l'existence de populations formant un continuum, plus ou moins connectées, tout le long des zones de récifs. Toutefois, ce phénomène de dispersion est complexe et il implique aussi d'autres facteurs, physiques et biologiques, qui influent sur la dispersion de ces organismes.L'objectif de cette thèse a été d'étudier les effets des caractéristiques géographiques de l'archipel cubain et de la biologie des espèces sur la structure génétique et la connectivité des populations de poissons de récifs en utilisant comme modèle trois espèces présentant des traits d'histoire de vie différents : Stegastes partitus, Haemulon flavolineatum et Acanthurus tractus.Nous avons échantillonné des individus adultes dans cinq localités situées autour de l'archipel cubain pendant la période 2005-2010. Le polymorphisme de marqueurs microsatellites a été étudié chez S. partitus et H. flavolineatum, celui de la région non codante de l'ADNmt chez les trois espèces et celui du gène cytb chez A. tractus.L'analyse de la diversité génétique des locus microsatellites révèle des taux d'hétérozygotie observés (Ho) et attendus (He) élevés à chaque locus et pour les deux espèces, mais elles présentent différents patrons d'organisation de la diversité génétique. Chez S. partitus, la comparaison des localités prises deux à deux nous montre une différentiation exprimée par des valeurs de FST très faibles mais significatives, alors que chez H. flavolineatum aucune structuration géographique n'est observée. Ces résultats sont confirmés au niveau de l'ADN mitochondrial, lequel indique aussi une absence de différentiation d'A. tractus pour l'ensemble des localités étudiées. Les différences de structuration génétique des espèces étudiées pourraient être le résultat des effets des courants marins autour de l'ile qui agissent de façon différente sur la dispersion des espèces en fonction de leur comportement reproducteur (e.g. sites de fraie, œufs pélagiques ou benthiques et capacité des larves de rester prêt des récifs natals ou d'être transportés au loin).Pour les marqueurs mitochondriaux, nous avons obtenu des valeurs élevées de diversité haplotypique pour les trois espèces, mais la diversité nucléotidique est très différente selon les espèces, faible chez S. partitus, grande chez H. flavolineatum, et très grande chez A. tractus. La distribution du nombre de différences entre les séquences suggère que ces populations sont passées par des périodes d'expansion démographique. Ceci est confirmé par les estimations des paramètres de tests de neutralité. Les paramètres caractérisant la croissance des populations qui ont été obtenus pour les trois espèces ne sont pas semblables, ce qui suggère que le temps et l'ampleur des événements d'expansion ont été différents pour les trois espèces.L'analyse du gène cytb nous a permis d'identifier des haplotypes chez A. tractus qui n'avaient été observés préalablement que chez A. bahianus. L'aire de répartition de cette dernière espèce a été récemment restreinte à l'Atlantique Sud sur la base de la divergence génétique avec A. tractus et de la séparation géographique qui est maintenu par la barrière que constitue l'embouchure des rivières Orénoque et Amazone. La présence d'haplotypes du sud à Cuba suggère que des individus du sud ont été capables de traverser cette barrière.

L'étude des enregistrements récifaux de la dernière déglaciation est essentielle pour appréhender l'impact des variations du niveau marin et des conditions environnementales sur la croissance et l'architecture des récifs. Les forages réalisés sur les pentes externes des récifs de Tahiti lors de l'Expédition IODP 310 permettent d'enregistrer la croissance récifale durant la dernière déglaciation (entre 16000 et 8000 ans BP). Les objectifs de cette étude sont de reconstituer l'évolution de la composition biologique, de la croissance et de l'architecture des récifs post-glaciaires de Tahiti et de modéliser leur développement grâce à des analyses sédimentologiques et minéralogiques couplées aux méthodes de datations, d'imagerie et de modélisation stratigraphique. Les résultats obtenus permettent de mieux comprendre l'effet des différents paramètres environnementaux (ex. niveau marin, hydrodynamisme, flux terrigènes) sur la croissance, la morphologie et l'ennoiement de ces récifs. Ils ont aussi permis de reconstituer les paramètres de croissance des microbialithes (croûtes microbiennes) qui forment localement le constituant volumétrique majeur de ces récifs.

Au-delà de la perte de richesse spécifique, les activités humaines entraînent probablement la diminution de la diversité phylogénétique et fonctionnelle portée par les espèces dans les communautés. Comprendre les effets des activités humaines sur l'ensemble des facettes de la biodiversité liées au fonctionnement des écosystèmes et évaluer les outils de conservation de ces facettes restent des enjeux majeurs de l'écologie notamment en milieu marin. Les objectifs de la thèse sont donc i) d'évaluer les impacts humains sur la diversité des lignées phylogénétiques et des fonctions au sein des communautés de poissons coralliens indépendamment des facteurs environnementaux naturels, ii) d'évaluer la capacité des aires marines protégées à conserver efficacement ces facettes et à produire des valeurs de références pour la gestion des écosystèmes et iii) de mesurer la vulnérabilité fonctionnelle intrinsèque, sans pression humaine, des communautés de poissons. Pour cela nous avons dû échantillonner des sites très isolés des populations humaines à travers l'Indo-pacifique et nous avons utilisé des modèles permettant de prendre en compte les effets de seuil et les interactions pour extraire les effets ‘purs' liés à l'homme. Dans un premier temps, nous montrons, à l'échelle du Pacifique sud-ouest, que le nombre d'espèces des poissons perroquets diminue linéairement mais uniquement de 12% le long d'un gradient d'impact humain alors que les diversités phylogénétiques et fonctionnelles diminuent de 36% et de 47%, respectivement, avec de forts effets de seuil. Dans un deuxième temps, en considérant un gradient d'impact humain et une large gamme d'aires marines protégées (AMPs) en Nouvelle-Calédonie, nous démontrons que les sites très isolés des activités humaines (>20 heures de temps de trajet depuis Nouméa la capitale régionale) possèdent des communautés de poissons avec une plus forte diversité fonctionnelle et biomasses de prédateurs apicaux que la plus grande et plus ancienne AMP intégrale. Finalement, en considérant quatre sites isolés des activités humaines à travers l'Indo-Pacifique, nous avons révélé que la diversité des fonctions portées par les poissons est très vulnérable, 60% n'étant portées que par une espèce, même sans impact humain. Nos travaux montrent la très forte vulnérabilité aux activités humaines des facettes fonctionnelles et phylogénétiques de la biodiversité, avec un manque de capacité des AMPs à restaurer l'ensemble des rôles fonctionnels des poissons et une redondance très limitée pour ces fonctions même dans les sites les plus isolés. / Beyond species loss, human activity may cause the decrease of phylogenetic and functional diversity carried by species. One of the major issue, particularly in marine ecology, is to understand the effects of human activities on all aspects biodiversity related to ecosystem functioning and assess conservation tools.The objectives of the thesis are i) to assess human impacts on the diversity of phylogenetic lineages and functions within the coral reef fish communities regardless of natural environmental factors, ii) to evaluate the ability of marine protected areas to conserve these facets efficiently and produce baselines values for ecosystem management and iii) to measure the intrinsic functional vulnerability, without human pressure, of fish communities. For this we had sampled very remote sites across the Indo-Pacific and we used statistical tools that take into account thresholds effects and interactions to extract the marginal effect of human activities.First, we show that across the South West Pacific, parrotfish species richness decreases linearly but only of 12% along a gradient of human impact while the phylogenetic and functional diversity decrease of 36% and 47%, respectively, with strong threshold effects. Secondly, considering the human impact gradient and a wide range of marine protected areas (MPAs) in New Caledonia, we demonstrate that very remote sites from human activities (> 20 hours of travel time from Noumea, the regional capital) have greater fish functional diversity and biomass of apex predators than the largest and oldest MPA.Finally, considering four remote sites across the Indo-Pacific, we have found that the diversity of functions carried by fish communities is very vulnerable, showing that 60% of functions were only worn by one species, even without human impact. Our work shows that the functional and phylogenetic aspects of biodiversity are highly vulnerable to human activities, with a lack of ability of MPAs to restore all of the functional roles of fish and a very limited redundancy for these functions even in the most isolated locations