La communication par émission sonore est un trait comportemental répandu chez les animaux terrestres. Les riches textures sonores de la forêt neotropicale nous suggèrent que la faune est non seulement abondante, mais aussi diverse et dynamique. Cette facette de la biodiversité peut révéler des informations précieuses sur les communautés animales qui habitent les milieux tropicaux, mais reste largement méconnue. Comment mesurer la diversité acoustique tropicale pour aborder des questions écologiques ? Dans le cadre de l'écoacoustique, nous avons cherché à révéler des structures dissimulées dans le paysage sonore de la forêt neotropicale, et tenter d’expliquer leurs présences à travers les processus écologiques sous-jacents. Tout d’abord, nous avons suivi la dynamique spatio-temporelle d’une empreinte sonore amazonienne, le chant de l’oiseau tropical Lipaugus vociferans, montrant une activité liée à des caractéristiques spécifiques d’habitat. Puis, nous nous sommes intéressés aux communautés d’amphibiens. L’analyse de variables acoustiques et météorologiques nous a permis de mieux comprendre les causes, patrons et conséquences du comportement reproductif explosif. Enfin, nous avons adapté de nouveaux outils de calcul, issus des disciplines de l'apprentissage automatique et de la reconnaissance de formes, pour proposer une analyse efficace, objective et facilement reproductible de grands jeux de données acoustiques. L’écoacoustique, renforcée par des algorithmes informatiques, émerge comme une approche clé pour les programmes de suivis de biodiversité à large échelle, permettant de mieux comprendre et valoriser la diversité de formes de vies unique abritée par la forêt tropicale. / Acoustic signalling is a common behavioural trait among terrestrial animals. The rich sound textures of neotropical forest echo that wildlife is not only abundant, but also diverse and dynamic. This facet of biodiversity can reveal valuable insights of animal communities inhabiting tropical environments, yet remains poorly understood. How to best measure tropical acoustic diversity to address ecological questions? Based on the ecoacoustic framework, we explored the soundscape of neotropical forest, revealing patterns and investigating the ecological underlying processes. First, we tracked the spatiotemporal dynamics of an amazonian soundmark, the song of the bird Lipaugus vociferans, showing activity patterns related to specific habitat features. Then, we investigated amphibian communities with very brief reproduction periods. Coupling acoustic and environmental variables, we shed light on the causes, patterns and consequences of explosive breeding events. Finally, we adapted novel computational tools from the machine learning and pattern recognition disciplines to provide an efficient, objective and replicable analysis of large acoustic datasets. Ecoacoustics, powered with computer algorithms, emerge as a suitable approach to scale-up biodiversity monitoring programs, allowing to better understand and cherish the unique diversity of life sustained by tropical forest.

Une grande diversité d’animaux produit des sons pour communiquer, s'orienter, ou lors de la réalisation d'actes comportementaux comme la prise de nourriture. Ces sons ne se répartissent pas aléatoirement dans l'espace et le temps suggérant l'existence de règles d'assemblage sonore qui structurent les populations et communautés acoustiques. Les environnements d'eau douce, et en particulier les mares, sont considérés comme les réservoirs d'une importante diversité biologique, et donc potentiellement abritant un nombre significatif d'espèces produisant des sons. Cependant la diversité acoustique de ces milieux naturels n'a jamais été explorée.L'objectif principal de cette thèse est d'explorer pour la première fois la diversité acoustique présente dans les milieux d'eau douce en climat tempéré en étudiant les structures des populations et communautés acoustiques et en explorant les processus pouvant déterminer ces structures.Une revue bibliographique sur la production sonore par les organismes d'eau douce ainsi que des enregistrements d'espèces cibles effectués en laboratoire révèlent qu'une diversité acoustique particulière existe dans les environnements d'eau douce en milieux tempérés. Pour comprendre comment cette diversité est structurée, les communautés acoustiques de trois mares situées dans des environnements différents ont été enregistrées et suivies au cours du temps. Cette étude révèle que les trois mares sont caractérisées par des communautés acoustiques riches et distinctes ayant des dynamiques spatio-temporelles spécifiques. Les facteurs potentiels structurant les communautés acoustiques d’eau douce ont été recherchés en testant si la composition de communautés acoustiques dans six bras morts de la plaine d'inondation du Rhône était liée à des variables environnementales. Nos résultats montrent que les communautés acoustiques des bras morts sont significativement liées à une variable environnementale : le degré de connectivité entre les bras morts et le lit principal de la rivière. Ce résultat suggère un rôle clé de cette variable dans les règles d'assemblage des communautés. Enfin, pour comprendre les processus possibles liant la production de sons et l'environnement naturel, une population de l'insecte aquatique Micronecta scholtzi a été suivie par des enregistrements acoustiques dans une mare méditerranéenne. Le niveau d'activité acoustique de M. scholtzi a été estimé de façon continue à l'aide d'un réseau de 12 capteurs sonores synchronisés. L'activité acoustique était caractérisée par un rythme circadien, dont les propriétés étaient perturbées par la diffusion expérimentale d'un bruit d'origine anthropique. Cette expérience révèle que les effets de la pollution sonore peuvent être observés à l'échelle d'une population d'insectes aquatiques.Ce travail montre ainsi l'existence d'une diversité acoustique dans les milieux d'eau douce et identifie des relations entre production acoustique et facteurs environnementaux. Ce travail ouvre également des perspectives intéressantes d'utilisation de l'acoustique pour aborder des problématiques d'écologie fondamentale et appliquée en milieu d'eau douce. / An important diversity of animal species produces sounds during communication, orientation, movement, or prey-predator acts. These sounds are not distributed randomly in space and time and are therefore thought to follow assembly rules forming either acoustic populations or acoustic communities. Freshwater environments and ponds in particular, are considered as primary resources for biological diversity and as such host a potentially significant number of soniferous species. However the acoustic diversity of these natural environments remains totally unexplored.The main aim of this PhD was to explore for the first time the acoustic diversity found in temperate freshwater by studying the patterns and structural processes of a selection of acoustic populations and communities recorded in several types of freshwater environments. A review of the literature on sound production by freshwater organisms along with laboratory recordings of target species revealed that a valuable acoustic diversity can be found in temperate freshwater environments. To understand how the acoustic diversity is structured, the acoustic communities of three temperate ponds were acoustically monitored. This study revealed that the three ponds were characterized by rich and distinct acoustic communities with specific spatio-temporal dynamics. To further understand the potential factors structuring freshwater acoustic communities, environmental variables were assessed along with the composition of acoustic communities found in six secondary channels of the Rhône riverine floodplain. Two environmental variables were investigated: the water temperature and the level of lateral connectivity of the secondary channels to the main river. Acoustic communities in the Rhône riverine floodplain were clearly structured by lateral connectivity suggesting a role of this key variable as an assembly rule. Finally to understand the possible processes linking animal acoustics and the natural environment, a population of aquatic insect, Micronecta scholtzi, was acoustically monitored in a Mediterranean pond. The level of M. scholtzi acoustic activity was assessed continuously using a network of twelve synchronised acoustic sensors. The acoustic activity of \textit{M. scholtzi} showed a regular daily pattern that was modified in amplitude and phase by the playback of an anthropogenic noise. This experiment revealed that the effects of noise pollution may emerge at an aquatic insect population level. This PhD unraveled the existence of a significant amount of unexplored acoustic diversity in freshwater environments and identified links between acoustics and the environment. This research opens interesting perspectives in the use of acoustic to tackle fundamental and applied ecological questions in freshwater environments.