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La gestion durable des ressources naturelles vivantes est un problème majeur dans un contexte de raréfaction, dû à l'impact de l'homme et à une incertitude omniprésente. Améliorer les outils existant et en développer de nouveaux pour conseiller les gestionnaires sur l'évolution potentielle des ressources naturelles vivantes, selon divers scénarios environnementaux et de gestion, est nécessaire. Cette thèse a pour but de contribuer au développement d'une méthodologie pour l'aide à la décision pour la gestion des ressources naturelles vivantes, tout en prenant en compte les sources d'incertitude majeures. Ce travail est appliqué au cas de la population de saumon atlantique (Salmo salar L.) de la Nivelle (France). Cette population fait l'objet d'un programme de suivi à long terme et cette espèce a été largement étudiée. Cette dernière est menacée mais elle est toujours ciblée par la pêche commerciale et récréative. Elle illustre la dualité entre conservation et exploitation, qui est au coeur de la gestion des ressources naturelles vivantes. Pour gérer une population, il est nécessaire de comprendre sa dynamique et de prédire son évolution sous divers scénarios environnementaux et de gestion. L'approche Bayésienne fournit un cadre cohérent pour quantifier l'incertitude sous ses différentes formes. Les modèles hiérarchiques permettent l'assimilation de sources de données multiples et de faire des inférences et des prédictions sur des grandeurs spatio-temporelles inconnues. Un modèle stochastique d'état Bayésien, i.e. un modèle hiérarchique Bayésien dynamique, est construit pour étudier la dynamique de la population d'intérêt et pour prédire son évolution. La théorie de la décision en univers incertain fournit un cadre pour aider un individu dans ses choix, mais son application reste difficile. En théorie, une fonction d'utilité qui dépend des conséquences des alternatives de gestion reflète les préférences d'un individu unique impliqué dans un problème décisionnel. En pratique, sa construction est malaisée. Premièrement, il estdifficile de définir une valeur pour chaque conséquence. Deuxièmement, il y a généralement plus d'un individu impliqué dans le problème décisionnel. Par conséquent, on obtient une classe de fonctions d'utilité. De par les différents intérêts, souvent conflictuels, que les gestionnaires ont à prendre en compte, la fonction d'utilité est multi variée. Dans cette thèse, une classe de fonctions d'utilité bi-variées est construite. Elle prend en compte l'incertitude concernant la fonction, les variations de préférence entre les acteurs et la dualité d'intérêts exploitation vs conservation. Ensuite, une analyse de la robustesse est réalisée pour étudier si la décision optimale, i.e. l'utilité espérée maximale, varie lorsque la fonction d'utilité varie.La méthodologie développée dans cette thèse s'est avérée possible et fructueuse. Elle fournit un cadre cohérent pour organiser les interactions entre scientifiques, acteurs et gestionnaires pour atteindre une compréhension commune des problèmes de décision dans la gestion des ressources naturelles vivantes. En reconnaissant explicitement la diversité des acteurs, elle permet d'identifier des conflits potentiels et de guider les gestionnaires vers des compromis acceptables. Cependant, elle demande un haut niveau de formation et d'expertise en modélisation et en calcul. Elle implique également un temps d'analyse important. Comment rendre ces exigences compatibles avec le niveau actuel d'expertise et les agendas à court terme des structures de gestion est un challenge principal pour le futur. / The sustainable management of natural living resources is a major issue in a context of increasing scarcity due to human impact and of pervasive uncertainty. Improving existing tools and developing new ones to advise decision makers on the potential evolution of natural living resources, according to various management and environmental scenarios, is requested. This PhD aims at contributing to the development of a methodology for decision making for natural living resources management, while taking into account major sources of uncertainty. This is achieved through the study case of the Atlantic salmon (Salmo salar L.) population ofthe Nivelle River (France). This population is subjected to a long term monitoring program and the species has been extensively studied. Atlantic salmon is a threatened species but still targeted by commercial and recreational fisheries. It illustrates the duality between conservation and exploitation which is at the heart of natural living resource management. To manage a population, it is necessary to understand its dynamics and to predict its evolution under various management and environmental scenarios. The Bayesian approach provides a coherent framework to quantify uncertainty in its different forms. Hierarchical models allow the assimilation of multiple sources of data and to make spatio-temporal inferences and predictions. A Bayesian state space model, i.e. a Bayesian dynamic hierarchical model, is constructed to study the dynamics of the population of interest and topredict its evolution. The decision theory under uncertainty provides a framework to help an individual in its choices, but its application still raises difficulties. In theory, a utility function depending on the consequences of alternative actions reflects the preferences of a single individual involved in a decision problem. In practice, its construction is challenging. Firstly, it is difficult to assign a value for each consequence. Secondly, there is usually more than one individual involved in the decision problem. Consequently, we obtain a set of utility functions. Due to the various and often conflicting interests the decision maker has to take into account, the utility function is multivariate. In this PhD, a set of bivariate utility functions is constructed. It accounts for the uncertainty about the function, the variation of preferences among stakeholders and the dual interests of exploitation vs conservation. Next, a robustness analysis is performed to study if the optimal decision, i.e. associated to the maximum expected utility, varies when the utility function varies. The methodology developed in this PhD proved practicable and fruitful. It provides a coherent framework for organizing the interactions between scientists, stakeholders and decision makers for reaching a common understanding of decision problems in the management of natural living resources. By acknowledging explicitly the diversity among stakeholders, it allows to identify potential conflict and it helps guiding decision makers towards acceptable trade-off actions. However, it requires a high level of training and expertise in modelling and computation. It involves also thoughtful and time consuming analyses. How to render these requirements compatible with the current level of expertise and the short term agendas of management bodies is a main challenge for the near future.

Fiskars passager genom vattenkraftverk är förenat med hög dödlighet. För att minska vattenkraftens påverkan på fiskbestånd har olika fiskledare utvecklats. I denna laboratoriestudie utvärderades tre typer av icke-fysiska fiskledare och deras effektivitet i att leda odlade smolt av Atlantlax (Salmo salar L.) till en önskad passage. Målet med denna studie var att undersöka om det var möjligt att leda odlade laxsmolt till en önskad passage med hjälp av bubblor, strobeljus eller en kombination av bubblor och strobeljus. Med relativt enkla medel och låg kostnad konstruerades fiskledare som bestod av en perforerad slang driven av en luftkompressor samt en ljusramp med fyra LED-lampor vilka blinkade simultant med 480 bpm. Fem replikat genomfördes för vardera behandling, bubblor, strobeljus och bubblor/strobeljus, samt sex replikat i kontrollen. Under en timmes behandling fick tio laxsmolt, märkta med PIT-tag, passera en av två antenner, varav den ena var utrustad med en fiskledare, under vandring i nedströms riktning i ett strömakvarium. Denna studie visade att fiskledare av samtliga tre metoder ledde smolt till en önskad passage under behandlingens första femton minuter. Vidare visade fiskledaren bestående av bubblor en fortsatt ledande förmåga över hela behandlingsperioden (60 minuter), medan fiskledarna av strobeljus- och bubbel/strobeljus inte visade en sådan effekt. / Passages by fish through hydropower plants are associated with high mortality. In order to reduce the impact of hydropower plants on fish stocks, a variety of fish guiding systems have evolved. In this laboratory study, three types of non-physical fish guiding systems were evaluated by their efficiency in leading cultivated smolt of Atlantic salmon (Salmo salar L.) to a desired passage. This study aimed to answer if it is possible to guide salmon smolt to a desired safe passage by using bubbles, strobe light or a combination of bubbles and strobe light. With relatively simple means and low cost, fish-guides were constructed consisting of a perforated tube driven by an air compressor and a light ramp with four LED lights, which simultaneously flashed at 480 bpm. Five replicates were performed for each treatment; bubbles, strobe light and bubbles / strobe light, as well as six replicates for the controls. During one hour of treatment, ten salmon smolt, marked with PIT tag, could pass one of two antennas, where one had a fish-guide in front of the antenna, while migrating downstream in a stream aquarium. This study showed that fish-guides of all three methods led smolt to a desired passage during the first fifteen minutes of treatment. Furthermore, the bubble method showed a continuous guiding capacity throughout the treatment period (60 minutes), while the strobe light and bubble/strobe light did not show such an effect.

Ce projet a été conduit dans le contexte général du renforcement de la population naturelle de Saumon atlantique de l'Allier et s'est focalisé sur les modalités de croissance des juvéniles et tacons en grand cours d'eau. Nous nous sommes intéréssés au développement des juvéniles relâchés dans le milieu naturel, avant de considérer ensuite la chaîne trophique dans son ensemble. Notre travail avait plusieurs objectifs : 1-Effectuer une analyse de l'alimentation, de la croissance et du statut nutritionnel des tacons issus d'une salmoniculture, relâchés et recapturés le long du continuum fluvial de l'Allier ; 2-Evaluer si, en raison de compositions en acides gras différentes, les macroinvertébrés pouvaient affecter la croissance des tacons, ainsi que leur survie hivernale ; 3-Déterminer, grâce à une approche par les AG biomarqueurs, l'origine des composés lipidiques retrouvés dans les macroinvertébrés et identifier les sources de C assimilées par ces derniers le long du continuum fluvial.

Considering the response of organisms to their environment is difficult; it is made more so if population numbers cannot be closely monitored. In such cases different methods of population assessment are required. This thesis uses lipids as a measure of Atlantic salmon (Salmo salar L.) quality and investigates its usefulness in indicating fish condition. The first study examines the relationship between fish total lipid content and W[sub]R condition factor; this study clearly demonstrates that there is a significant positive relationship between the condition factor of a fish and its total lipid content. In the following study the lipid storage between the different tissues of the Atlantic salmon is considered. This indicates that the red muscle and the adipose tissues hold higher concentrations of lipid than the white muscle. However, the white muscle makes up the majority of lipid tissue mass in the Atlantic salmon so contains the bulk of stored lipid in a fish, at low concentration. The next study investigates the effect of spawning on Atlantic salmon condition. Salmon can be seen preferentially conserving lipid in their musculature and drawing down the lipid stored in their adipose tissues. The following study looked at one key lipid group, triacylglycerides, in salmon. Triacylglycerides are energetically important in fish and this study found that the spawning process depleted triacylglyceride reserves, but that the red muscle conserves triacylglycerides even after spawning. The final study considers the relationship between maternal quality and egg quality, identifying that longer Atlantic salmon produce eggs with more lipid after spawning migration. Egg lipid concentrations were comparably maintained between fish. Monitoring quality in this way is a useful tool to determine population wellbeing and help indicate where populations are compromised.